以单片机为基础智能避障灭火小车的设计探讨

马鑫

摘要：当下，社会经济发展，加快城市化建设，科学技术水平不断提升，科技化电器产品的应用已普及化，相应的日常生活工作中火灾发生的频率增加，做好防火、灭火措施是面对的重要问题之一。以往主要依靠人力开展防火、灭火动作，该方案存在大量风险，而在先进科技应用的背景下，可以设计制作以单片机为基础只能避障灭火小车执行灭火工作。该智能灭火小车应用先进科技技术能够执行寻找火源、躲避障碍物、实时监控现场火情，以及灭火等任务，从而实现安全高效灭火。

关键词：单片机；避障；滅火

一、智能避障灭火小车应用的必要性

当下，科技技术水平不断提高，科技电子产品的应用已普遍化，但在使用过程中，因设备老旧、失修等因素影响，导致引发火宅。特别是在物流仓储情况下的火灾，导致的损失情况更为严重，大型火灾不但会造成严重的经济损失，更有可能导致人员伤亡情况的发生。但现阶段仍是以人力灭火、防火为主要手段，其受到个人能力限制、执行效率低、人为发现火灾情况的及时性较弱等不利因素的影响，常常不利于火灾的救援扑灭工作，造成较大的经济物质损失和人员伤亡情况。所以，科学合理的应用先进技术，设计安全稳定高效的智能化灭火小车是顺应生活需求和社会需求的，在智能化小车的应用过程中，能够及时高效的找到火源、扑面火源，降低因火灾造成的经济损失和人员伤亡。

二、硬件设计

以单片机为基础智能避障灭火小车的硬件部分主要是由红外线避障模块、光源敏感寻找火源的模块、灭火模块、电源供电模块、电机驱动模块，以及主控制器模块等六大模块组成。

红外线避障模块的应用是以红外线发射反射为原理，小车在运行过程中，该模块会不断地向外发射红外线，当红外线接触到障碍物时，红外线会被反射回小车，红外接收管会根据反馈回的信息将其转化为电子信号传输至小车的主控制器，主控制器则根据电子信号，判断小车周边的障碍物分布情况，做出相应躲避障碍物运行的指令，并且主控制器模块将该指令传输至电机驱动模块，从而改变智能小车的运行轨迹，进而达到躲避障碍物的效果。光源敏感寻找火源的模块的应用主要是以应用光源敏感设备分辨火源方位的原理，该模块中光源敏感设备获取周边火源信息时，会将该火源的方位、火势大小等信息传输至主控制器，主控制器根据所反馈的火源信息，综合分析小车前往火源的最优路径、灭火的方式方法等等，并发布小车行动路径、灭火措施等指令，行动路径指令被传输至电机驱动模块，电机驱动模块控制小车及时调整运动方向。灭火模块则根据主控制器下达的指令选择最优的灭火措施，在当智能小车接近火源至合适距离时则立即执行灭火任务，对火势情况进行控制，并且在执行灭火指令的同时，也会启动对周边火情监控的程序，保证实时能够掌握小车周边的火势情况。

常见的基础型单片机主控芯片基本能够满足智能小车的需求，并且对于单片机型号的选择应充分考虑智能小车的生产成本。电源模块一般使用简单的便携式电池，基本能够满足智能小车各功能正常运行的电量需求。电机驱动模块，电机可根据小车的实际设计需求及实际情况的针对性需求进行选型和安装，没有特定的要求，不同的设计安装拥有不同的运动驱动指令和方式。

三、软件设计

以单片机为基础智能避障灭火小车的软件部分日常应用较多的是Keil软件，该软件通常被应用于以八位控制器单片机中，其拥有较为优质的可视化界面。通常采用模块化程序进行智能小车的软件开发，即为将小车的执行程序均是由若干个子程序组成的，进行逐个编写所需要的模块程序，在各个模块程序编写完成之后，必须对各个模块分隔单独进行调试，这样便利于模块程序后续的检查完善工作。当模块程序调试运行出现错误时，该类操作模式能够及时了解错误出处，便于及时修改调整。

以单片机为基础智能避障灭火小车在初始的使用过程中，小车接通电源后，单片机开始运转，第一步即为对小车的所有模块程序进行初始化，分别对红外线避障模块、光源敏感寻找火源的模块、灭火模块、电源供电模块、电机驱动模块进行程序初始化，智能小车则启动运行。

智能小车在运行过程中，红外线避障模块在不断运转，不断地向外部发射红外线，不断地接收反射回来的红外线，不断地扫面智能小车运动周边的障碍物情况，从而保证智能小车运动的通畅性。只有到红外线避障模块运行监控未发现小车周边存在障碍物时，其才会自动结束运转状态。于此同时，光源敏感寻找火源的模块也在不断运转，其不断感应周边的火势情况，在发现火源时该模块会立即将信息发至控制器，控制器做出指令反馈，在小车运行到距离火源一定距离时，会启动灭火模块，执行灭火程序，并且同时进行周边火势情况的监控。当火势得到有效控制并且完全熄灭时，灭火任务完成，则会自动关闭灭火程序。

四、结束语

智能灭火小车主要是以单片机作为主控制器，应用红外线避障模块、光源敏感寻找火源的模块、灭火模块等科技设备完成灭火任务，使用电源供电模块、电机驱动模块等科技设备执行小车运行任务。该以单片机为基础智能避障灭火小车拥有现场火情监控、救援路径探索、躲避障碍物、火源寻找、灭火等多项工作，其任务执行的准确性高，能够高效的寻找到火源，进而迅速扑灭火源，能够保证安全高效的完成灭火任务，便于开展救火救援工作。所以以单片机为基础智能避障灭火小车拥有设计简便、工作耗能较低、操作简单方便、任务执行精准度较高等特点，若广泛应用于日常的救火救援工作，能够大大的提高完成救火救援的工作效果，减少人员伤亡和财产损失，进而为社会稳定发展贡献一份力量。

参考文献：

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