本文摘要：本设计的研究想法源于消防车机器人比赛，比赛场地将使用国际标准比赛场地，比赛场地平面图如图1右图。比赛场地的墙壁低为33cm，薄为2cm，由木头制成。墙壁刷成白色。比赛场地的地板是被漆成黑色的平滑木制板。 场地中所有的走廊和门口都是46cm的开口，一个白色的2.5cm长的白色带子或白漆印迹回应房间人口，在距离火焰30cm的圆上有一条2.5cm长的白线。根据拒绝，该机器人要在仿真的四室一厅房间内已完成找到并证实火源、消防车和回家（返回出发点H）等功能。

本设计的研究想法源于消防车机器人比赛，比赛场地将使用国际标准比赛场地，比赛场地平面图如图1右图。比赛场地的墙壁低为33cm，薄为2cm，由木头制成。墙壁刷成白色。比赛场地的地板是被漆成黑色的平滑木制板。

场地中所有的走廊和门口都是46cm的开口，一个白色的2.5cm长的白色带子或白漆印迹回应房间人口，在距离火焰30cm的圆上有一条2.5cm长的白线。根据拒绝，该机器人要在仿真的四室一厅房间内已完成找到并证实火源、消防车和回家（返回出发点H）等功能。

　　本文以STM32F103嵌入式芯片为核心，已完成消防车机器人的软、硬件设计。当机器人启动后，前部和左右的红外测距传感器为机器人的避障功能和沿墙回头方式获取参照信号。机器人的运动速度以及运动方向由处理器输入的PWM信号来掌控。

火焰传感器检测房间内火源，找到火源后机器人朝向火源方向行驶，底部的灰度传感器检测地面白线辨别机器人否附近火源，掌控机器人停止，启动风扇消防车，消防车后回家。　　1系统硬件设计　　根据设计拒绝，本系统主要由STM32F103、传感器模块、直流电机驱动模块、风扇模块、电源模块等包含。系统框图如图2右图。　　1.1机器人整体布局　　机器人左右两轮分别用两个扭矩和力矩完全相同的直流电机展开驱动，机器人前部装有一个万向轮，这样，可以精彩地使机器人转变运营方向和运动速度。

机器人前面装有风扇、火焰传感器和红外传感器，头部底侧装有灰度传感器，左右两侧各有3个红外测距传感器，两侧的传感器可以分别测量有所不同范围内的障碍物距离。　　1.2微控制器模块　　系统传感器模块要大大收集环境信息，拒绝掌控芯片有较高的实时处理能力和较高的处理速度，因此，系统搭配嵌入式芯片STM32F103该芯片用于ARM先进设备架构的CortexM3内核，CPU频率平均72MHz，具备两个16位ADC用作高速收集数据采集，15个I/O端口用作相连外部设备。I/O端口作为输出口加载检测端口和传感器组的数据，作为输入端口用作驱动电机和风扇。

4个PWM定时器用作驱动大功率直流电机。芯片具备速度快、功耗较低、可靠性低、实时性强劲等优点。　　1.3传感器模块　　传感器模块主要由红外测距传感器、火焰传感器和灰度传感器三类构成。

　　红外测距传感器主要检测障碍物（墙壁），避免机器人撞墙。本设计使用光电式红外传感器E18-D80NK，它是集红外升空模块和红外接管模块于一体的数字传感器，有效地检测范围为3～80cm固定式，指向角15。根据比赛场地特点，本设计使用7个此类传感器，这样的传感器布局可以收集所需的各种信号，精确测障，灵活性调整运营方向，确保机器人运动过程中不刁难。

传感器的产于如图3右图。　　火焰传感器用来检测火源，找寻火源方位。使用5路火焰传感器构成火焰传感器组，传感器组的设计如图4右图，这种结构可以观测180范围内火焰信号源。

机器人在房间门口就可检测房间内否有火源，若无火源则必要解散该房间循迹下一个房间，大量节省了时间。　　地面灰度传感器加装于机器人前部的底座上，用作检测地面反射光线的强度。

本设计搭配QTI灰度传感器，该器件可作为红外接收器和发射器，嵌入日光过滤器，可避免日光的阻碍。其数字信号输入主要用来检测比赛场地中火源周围的白线，掌控机器人在有火源的白色圆弧处停止。

　　1.4电机驱动模块　　为了掌控机器人的运动速度和方向，设计了一种H桥驱动电路。

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