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摘 要：随着科技的发展，各行各业都需要更加高效的方式去完成任务，此设计是以STC89C52为主控芯片的智能小车，系统由电源模块、避障模块、寻火模块、驱动模块和灭火模块组成。在封闭的室内，蜡烛模拟火源的状态下，该小车能在无人控制的情况下实现躲避障碍、寻找火源、实时监控火源状态和灭火的功能。
关键词：AT89S52 灭火 避障 智能小车；
0 前言
目前，大多数地方的防火和灭火工作主要还靠传统人力来完成，但随着科技的发展，单靠人力来完成防火、灭火工作已经满足不了一些复杂火灾的发生，更加智能快速的灭火方式可以有效地保护社会财产和人员的安全，因此本设计中使用智能避障灭火小车来防火灭火有着重要的现实意义。
1 总体设计方案
该避障灭火小车以二驱动小车为载体，由6个功能模块构成。电源采用三节3.7 V锂电池并搭配稳压管来作为简单的直流稳压电源，选用L298N直流电机驱动模块用来驱动两个直流电机，实现小车的前进、后退、左转、右转、停车等功能，以AT89S52芯片为系统控制核心，使用红外避障模块进行避障，另外加上火焰传感器模块进行探寻火源，而灭火采用的是风扇模拟灭火模块。小车在工作状态中火焰传感器和红外避障模块会一直工作并发出信号，当火焰传感器模块探测到火源或红外避障模块识别到障碍时，返回信息给主控制器，主控制器控制驱动模块进一步控制小车完成前进、后退、左转、右转、停车等动作，当小车靠近火源时，主控制器会发出信号给灭火模块进行灭火操作，同时火焰传感器会一直检测火源的状态，实时反馈给主控制器。而最后利用Keil的开发环境对系统程序进行编写调试。
2 硬件設计
2.1 单片机
采用AT89S52单片机作为系统控制中心，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器有和32个I/0接口在单芯片上，虽然内部资源相对较少，运行速度慢，功能较为单一， 但是价格低廉、性能稳定、使用方便、外围电路成熟。
2.2 电源模块的设计
采用三节可充电的18650电池来供电，经过LN7805稳压管稳压后给单片机、驱动芯片、电机等电路供电。这种方法电源经过稳压后到单片机、驱动芯片、电机等电路电压达到了4.9V，小车的工作性能很稳定，电机带动车轮走起来的速度适中，寻迹效果也很好，而且价格便宜，就我们实验和演示而言，我们最后决定用这种方案。
2.3 电机驱动模块
方案一：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端，用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。
方案二：对于直流电机用分立式原件构成驱动电路，有分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。
基于上述的比较分析，虽然直流电机用分立式原件构成的驱动电路结构简单，价格低廉，但是考虑到小车工作的稳定性，我们采用了专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
2.4 避障模块
智能小车避障检测的传感器采用红外反射式传感器ST188。在避障的测试中，室内无障碍的情况下，发射管发射的红外线没有反射到接收管，测量接收管的电压为4.8V；有障碍物情况下，接收管接受到发射管发射的红外线，电阻发生变化，所分得的电压也就随之发 生变化，测的接收管的电压为0.5V。判断有无障碍物使用比较器LM324，比较基准电压由30K的变阻器调节。
2.5 寻火模块
火焰检测模块主要使用火焰传感器，将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化，通过 A/D转换器反映为0～255范围内数值的变化，外界红外光越强，数值越小；红外光越弱，数值越大，探测角度为60°，为了准确判断火源与小车的位置，小车上设置了5个火焰传感器，型号为R2868，从正前方呈30°夹角对称排列，这样就可以发现小车前方180°范围的火源。
2.6 灭火模块
灭火功能模块我们采用了风力作为灭火源，而风扇的驱动模块我们选择MOS管电机驱动，该电机驱动有稳定、转速快，操作方便的特点，且价格适宜。当寻火模块识别到火源时，主控制器传递信号给灭火模块，风扇转动达到灭火的目的。
3 软件设计
此设计的软件部分借助于keil软件平台完成，软件开发采用的是模块化程序，将程序分成若干个子程，然后进行每个模块程序的逐一编写，简洁明了，便于调试。
打开电源开关，主控制器通电，先对避障模块、寻火模块、驱动模块和灭火模块进行初始化，小车开始工作，在封闭的室内进行火源探测，行进途中识别到障碍时，小车会通过左转，右转和倒车进行躲避障碍，直至探测到火源，小车执行灭火操作，同时小车会对火源进行实时监测，将火源信息反馈给主控制器，当监测到火源被熄灭后小车会结束灭火操作。
4 结束语
本文提出了一种经济实用的智能避障灭火小车系统设计方法，该设计以AT89S52单片机作为平台，采用电源模块、电机驱动模块、寻火模块、避障模块、灭火模块等，能完成在实验场地上正常行驶、躲避障碍、寻找火源位置、灭火和监测火源状态等功能，此设计在功能实现上还有进一步提升空间，在后续的实验中可将红外避障模块改用快速捕捉移动物体的高清摄像头，以此采集小车行驶过程中前方及周围情况的障碍物信息，同时增加寻火模块的数量或更换为更为灵敏的传感器，小车工作的效率会大大提升。
参考文献：
[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009.1.
[2]来清民.传感器与单片机接口及实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[3]李华等.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.
[4]陈柳江.智能小车设计中传感器的应用[J].好家长，2016，（25）：247.
关键词：AT89S52 灭火 避障 智能小车；
0 前言
目前，大多数地方的防火和灭火工作主要还靠传统人力来完成，但随着科技的发展，单靠人力来完成防火、灭火工作已经满足不了一些复杂火灾的发生，更加智能快速的灭火方式可以有效地保护社会财产和人员的安全，因此本设计中使用智能避障灭火小车来防火灭火有着重要的现实意义。
1 总体设计方案
该避障灭火小车以二驱动小车为载体，由6个功能模块构成。电源采用三节3.7 V锂电池并搭配稳压管来作为简单的直流稳压电源，选用L298N直流电机驱动模块用来驱动两个直流电机，实现小车的前进、后退、左转、右转、停车等功能，以AT89S52芯片为系统控制核心，使用红外避障模块进行避障，另外加上火焰传感器模块进行探寻火源，而灭火采用的是风扇模拟灭火模块。小车在工作状态中火焰传感器和红外避障模块会一直工作并发出信号，当火焰传感器模块探测到火源或红外避障模块识别到障碍时，返回信息给主控制器，主控制器控制驱动模块进一步控制小车完成前进、后退、左转、右转、停车等动作，当小车靠近火源时，主控制器会发出信号给灭火模块进行灭火操作，同时火焰传感器会一直检测火源的状态，实时反馈给主控制器。而最后利用Keil的开发环境对系统程序进行编写调试。
2 硬件設计
2.1 单片机
采用AT89S52单片机作为系统控制中心，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器有和32个I/0接口在单芯片上，虽然内部资源相对较少，运行速度慢，功能较为单一， 但是价格低廉、性能稳定、使用方便、外围电路成熟。
2.2 电源模块的设计
采用三节可充电的18650电池来供电，经过LN7805稳压管稳压后给单片机、驱动芯片、电机等电路供电。这种方法电源经过稳压后到单片机、驱动芯片、电机等电路电压达到了4.9V，小车的工作性能很稳定，电机带动车轮走起来的速度适中，寻迹效果也很好，而且价格便宜，就我们实验和演示而言，我们最后决定用这种方案。
2.3 电机驱动模块
方案一：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端，用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。
方案二：对于直流电机用分立式原件构成驱动电路，有分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。
基于上述的比较分析，虽然直流电机用分立式原件构成的驱动电路结构简单，价格低廉，但是考虑到小车工作的稳定性，我们采用了专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
2.4 避障模块
智能小车避障检测的传感器采用红外反射式传感器ST188。在避障的测试中，室内无障碍的情况下，发射管发射的红外线没有反射到接收管，测量接收管的电压为4.8V；有障碍物情况下，接收管接受到发射管发射的红外线，电阻发生变化，所分得的电压也就随之发 生变化，测的接收管的电压为0.5V。判断有无障碍物使用比较器LM324，比较基准电压由30K的变阻器调节。
2.5 寻火模块
火焰检测模块主要使用火焰传感器，将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化，通过 A/D转换器反映为0～255范围内数值的变化，外界红外光越强，数值越小；红外光越弱，数值越大，探测角度为60°，为了准确判断火源与小车的位置，小车上设置了5个火焰传感器，型号为R2868，从正前方呈30°夹角对称排列，这样就可以发现小车前方180°范围的火源。
2.6 灭火模块
灭火功能模块我们采用了风力作为灭火源，而风扇的驱动模块我们选择MOS管电机驱动，该电机驱动有稳定、转速快，操作方便的特点，且价格适宜。当寻火模块识别到火源时，主控制器传递信号给灭火模块，风扇转动达到灭火的目的。
3 软件设计
此设计的软件部分借助于keil软件平台完成，软件开发采用的是模块化程序，将程序分成若干个子程，然后进行每个模块程序的逐一编写，简洁明了，便于调试。
打开电源开关，主控制器通电，先对避障模块、寻火模块、驱动模块和灭火模块进行初始化，小车开始工作，在封闭的室内进行火源探测，行进途中识别到障碍时，小车会通过左转，右转和倒车进行躲避障碍，直至探测到火源，小车执行灭火操作，同时小车会对火源进行实时监测，将火源信息反馈给主控制器，当监测到火源被熄灭后小车会结束灭火操作。
4 结束语
本文提出了一种经济实用的智能避障灭火小车系统设计方法，该设计以AT89S52单片机作为平台，采用电源模块、电机驱动模块、寻火模块、避障模块、灭火模块等，能完成在实验场地上正常行驶、躲避障碍、寻找火源位置、灭火和监测火源状态等功能，此设计在功能实现上还有进一步提升空间，在后续的实验中可将红外避障模块改用快速捕捉移动物体的高清摄像头，以此采集小车行驶过程中前方及周围情况的障碍物信息，同时增加寻火模块的数量或更换为更为灵敏的传感器，小车工作的效率会大大提升。
参考文献：
[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009.1.
[2]来清民.传感器与单片机接口及实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[3]李华等.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.
[4]陈柳江.智能小车设计中传感器的应用[J].好家长，2016，（25）：247.