以單片機為基礎智能避障滅火小車的設計探討

馬鑫

摘要：當下，社會經濟發展，加快城市化建設，科學技術水平不斷提升，科技化電器產品的應用已普及化，相應的日常生活工作中火災發生的頻率增加，做好防火、滅火措施是面對的重要問題之一。以往主要依靠人力開展防火、滅火動作，該方案存在大量風險，而在先進科技應用的背景下，可以設計制作以單片機為基礎只能避障滅火小車執行滅火工作。該智能滅火小車應用先進科技技術能夠執行尋找火源、躲避障礙物、實時監控現場火情，以及滅火等任務，從而實現安全高效滅火。

關鍵詞：單片機；避障；滅火

一、智能避障滅火小車應用的必要性

當下，科技技術水平不斷提高，科技電子產品的應用已普遍化，但在使用過程中，因設備老舊、失修等因素影響，導致引發火宅。特別是在物流倉儲情況下的火災，導致的損失情況更為嚴重，大型火災不但會造成嚴重的經濟損失，更有可能導致人員傷亡情況的發生。但現階段仍是以人力滅火、防火為主要手段，其受到個人能力限制、執行效率低、人為發現火災情況的及時性較弱等不利因素的影響，常常不利于火災的救援撲滅工作，造成較大的經濟物質損失和人員傷亡情況。所以，科學合理的應用先進技術，設計安全穩定高效的智能化滅火小車是順應生活需求和社會需求的，在智能化小車的應用過程中，能夠及時高效的找到火源、撲面火源，降低因火災造成的經濟損失和人員傷亡。

二、硬件設計

以單片機為基礎智能避障滅火小車的硬件部分主要是由紅外線避障模塊、光源敏感尋找火源的模塊、滅火模塊、電源供電模塊、電機驅動模塊，以及主控制器模塊等六大模塊組成。

紅外線避障模塊的應用是以紅外線發射反射為原理，小車在運行過程中，該模塊會不斷地向外發射紅外線，當紅外線接觸到障礙物時，紅外線會被反射回小車，紅外接收管會根據反饋回的信息將其轉化為電子信號傳輸至小車的主控制器，主控制器則根據電子信號，判斷小車周邊的障礙物分布情況，做出相應躲避障礙物運行的指令，并且主控制器模塊將該指令傳輸至電機驅動模塊，從而改變智能小車的運行軌跡，進而達到躲避障礙物的效果。光源敏感尋找火源的模塊的應用主要是以應用光源敏感設備分辨火源方位的原理，該模塊中光源敏感設備獲取周邊火源信息時，會將該火源的方位、火勢大小等信息傳輸至主控制器，主控制器根據所反饋的火源信息，綜合分析小車前往火源的最優路徑、滅火的方式方法等等，并發布小車行動路徑、滅火措施等指令，行動路徑指令被傳輸至電機驅動模塊，電機驅動模塊控制小車及時調整運動方向。滅火模塊則根據主控制器下達的指令選擇最優的滅火措施，在當智能小車接近火源至合適距離時則立即執行滅火任務，對火勢情況進行控制，并且在執行滅火指令的同時，也會啟動對周邊火情監控的程序，保證實時能夠掌握小車周邊的火勢情況。

常見的基礎型單片機主控芯片基本能夠滿足智能小車的需求，并且對于單片機型號的選擇應充分考慮智能小車的生產成本。電源模塊一般使用簡單的便攜式電池，基本能夠滿足智能小車各功能正常運行的電量需求。電機驅動模塊，電機可根據小車的實際設計需求及實際情況的針對性需求進行選型和安裝，沒有特定的要求，不同的設計安裝擁有不同的運動驅動指令和方式。

三、軟件設計

以單片機為基礎智能避障滅火小車的軟件部分日常應用較多的是Keil軟件，該軟件通常被應用于以八位控制器單片機中，其擁有較為優質的可視化界面。通常采用模塊化程序進行智能小車的軟件開發，即為將小車的執行程序均是由若干個子程序組成的，進行逐個編寫所需要的模塊程序，在各個模塊程序編寫完成之后，必須對各個模塊分隔單獨進行調試，這樣便利于模塊程序后續的檢查完善工作。當模塊程序調試運行出現錯誤時，該類操作模式能夠及時了解錯誤出處，便于及時修改調整。

以單片機為基礎智能避障滅火小車在初始的使用過程中，小車接通電源后，單片機開始運轉，第一步即為對小車的所有模塊程序進行初始化，分別對紅外線避障模塊、光源敏感尋找火源的模塊、滅火模塊、電源供電模塊、電機驅動模塊進行程序初始化，智能小車則啟動運行。

智能小車在運行過程中，紅外線避障模塊在不斷運轉，不斷地向外部發射紅外線，不斷地接收反射回來的紅外線，不斷地掃面智能小車運動周邊的障礙物情況，從而保證智能小車運動的通暢性。只有到紅外線避障模塊運行監控未發現小車周邊存在障礙物時，其才會自動結束運轉狀態。于此同時，光源敏感尋找火源的模塊也在不斷運轉，其不斷感應周邊的火勢情況，在發現火源時該模塊會立即將信息發至控制器，控制器做出指令反饋，在小車運行到距離火源一定距離時，會啟動滅火模塊，執行滅火程序，并且同時進行周邊火勢情況的監控。當火勢得到有效控制并且完全熄滅時，滅火任務完成，則會自動關閉滅火程序。

四、結束語

智能滅火小車主要是以單片機作為主控制器，應用紅外線避障模塊、光源敏感尋找火源的模塊、滅火模塊等科技設備完成滅火任務，使用電源供電模塊、電機驅動模塊等科技設備執行小車運行任務。該以單片機為基礎智能避障滅火小車擁有現場火情監控、救援路徑探索、躲避障礙物、火源尋找、滅火等多項工作，其任務執行的準確性高，能夠高效的尋找到火源，進而迅速撲滅火源，能夠保證安全高效的完成滅火任務，便于開展救火救援工作。所以以單片機為基礎智能避障滅火小車擁有設計簡便、工作耗能較低、操作簡單方便、任務執行精準度較高等特點，若廣泛應用于日常的救火救援工作，能夠大大的提高完成救火救援的工作效果，減少人員傷亡和財產損失，進而為社會穩定發展貢獻一份力量。

參考文獻：

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