智能安防巡检小车

说申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术、哲会科学类社会报告和学术、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可。序号、编码由第十届西安高新“杯”陕西省大学生课外学术科技作品立项申报填写。若是外文，请附中文本请以4印在A4上，附于申报书后，字数在8000字左右（社会报告为15000字（文章版面尺寸14.5×22cm各高校将作品一式五份按规定的时间交至竞赛组本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成□是□签名 说明：1．必须由申报者本人填写作品全智能安防巡检作品分（）A．机械与控制（制、工程、交通、建筑等）作品全智能安防巡检作品分（）A．机械与控制（制、工程、交通、建筑等）康、卫生、食品等E．能源化工（工、生态、环保等）设计目的主要用于实现家庭或仓库安防巡检的目的,实现无人化果基本思基于STC89C52器的信息进行加工处理实现对车体运动控制环境参数检测及智能显示和功能。创新点1、将多种功能基于一体，车体运动自主避障，无需人为干预2、实现智能避障、无线、蓝牙、重力感应、烟雾检测、可燃性气体检测、温湿度检测、物距离检测、人体红外检测、LCD液晶显示以及功能。3、LCD可显视多种信息，温度、湿度、距离、警告种类、运行4、车体结构设计合理，转弯半径为零，易于在狭小的空间转弯，5、设计简单，成本低廉。车速转弯角度温湿度阈值物距离阈片机作为主控单元对传感器的信息进行处理再发出相应的控制信号实现车体运动和LCD显示及功能超声波自主避障模式超声波传感器用于物距离的检测并通过LCD1602显示实现了和小车的通讯功能为进一步开发蓝牙通信奠定基础。MQ2传感器、红外传感器、温湿度传感器分别用于烟雾及可燃性气体、热红外、温湿度的检测，并通过蜂鸣器及LCD1602实现智能安防功能。（A）A阶 B中试阶段C生产阶D（自填技术转让方实物、产 □模 □图 □磁 现场演□样牙、重力感应、无线、温湿度检测、烟雾及可燃性气体检测、热红外检测、超声波测距、LCD液晶显示和功能。单片机选型为STC89C52，这种单片机廉价可靠。单片机及传感器均大大减少，从而降低功耗。智能小车可用于家庭或仓库智能巡检，对环境参数进行实时检测，若有参数小车启动功能，从而个作品的成本低廉，有较大的经济效益□提出专利申申报申报日 日专利申报情□已获专利权批批准批准日 日□未提出专利申年月日说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写2.填写此栏有助于评审国外研究水平20世纪50年代 研制成功世界上第一台自主引导车系统AGVS80年代中后期，欧洲1986年普罗米修斯项目开始探索这一领域。1995年美国成立国家自动高速公路系统。1996年成立高速公路先进巡航、辅助驾90年始，卡内基梅隆大学机器人一共完成了Navlab列10台自主车，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段国内研究水平20纪80代，大多数对智能车辆的研究处于针对某个单项技术研究的阶段。我国在智能车辆技术方面的研究总体上于发达国家，且存在一定的技术2003中国第车公司和国防科技大学机电工程与自动化学院研制成2007年理工大学、浙江大学、国防科技大学、等多所院校联合研制了7B.8室外自主车，该车装有彩色机、、陀螺惯导定位等2010年国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究说明：1．由推荐者本人填写推荐者必须具有高级专业技术并是与申报作品相同或关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可；推荐者填写此部分，即视为同意推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者的确认工作单通讯地单位住宅（签章）年月其它说工作单通讯地单位住签章日期年月其它说（团委代章 E．组织处资格和形式意 意 意 结□合 F此次设计的智能安防巡检小车适用于家庭或仓库等环境，实现STC89C52的功能是智能避障、无线与蓝牙、重力感应、烟雾检测可燃性气体监测温湿度检测红外检测LCD液晶显示以及功能。若环境温湿度，小车启动功能。若有烟雾及其可燃性气体产生小车启动功能夜间小车在室内自主巡检，若有窃贼进入房间，小车通过红外检测模块监测并启动功能。同时实现了和小车的无线通讯。通过按键可以实现超声波自主避障、无线、蓝牙的随意切换。该系统设计简单、成本低、实时性好,在室内环境中取得了预期的实验结果,使智能小车无碰撞进行检测及其显示。此系统完善后可以应用到室内检测，安全巡逻，能满足社会的需要。：超声波避障，烟雾检测，可燃性气体检测，温湿度检测， ，蓝牙，引 系统工作原 硬件设 CPU模 避障模 驱动模 温湿度传感 显示模 烟雾传感 热红外模 蓝牙模 无线模 软件设 产品创新 作品结束 引目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路自动识别、自动、自动制动、自动保持安全距离、车能自动地和驾驶车辆绕开物并沿着预定的道路(轨迹)行进。我们这次所研究的这种智能小车的主要应用于智能家居，在室内，这种小车可进行巡检，当检测到室内有烟雾产生，如发生火灾小车会，当检测到室内有天然气或其他可燃性气体泄漏时小车；还可以通过温湿度传感器检测室内温湿度并在液晶显示屏上实时显示，若温湿度小车会立即，从而实现安全功能。小车夜间在室内自动巡检通过红外感应模块进行室内红外监测，当检测到有红外的存在（如窃贼进入房间）小车，从而来达到防盗功能。同时，这种小车还可以实现小车和之间的通讯，通过可以实现对小车运动的控制。对这种小车的研究，将会得到智能微型车领域的有力支持1、系统工本设计以STC89C52各类信息，送入单片机进行数据处理后完成相应动作，以达到自身控制。小车通过HC-SR04超声波传感器测距来检测道的，以四个普通直流电动机为动力，由电机驱动双L298N小车智能避障；同时可切换至功能，通过四路无线无线接收和发射模块来实现；通过HC-06蓝牙模块实现了小车和的通讯通过也可以实现小车运动控制通过MQ-2传感器可检测烟雾及可燃性气（如天然气等气体当检测到室内有烟雾产生，如发生火灾小车，当检测到室内有天然气或其他可燃性气体泄漏时小车；通过DHT11温湿度传感器检测室内温湿度并在LCD1602液晶显示屏上实时显示若温湿度小车从而实现安全功能小车夜间在室内自动巡检通过DSN-FIR800红外感应模块进行室内红外监测，当检测到有红外的存在（如窃贼进入房间）小车，从而来达到防盗功能。一切功能都由控制单元处理数据进行发布指令完成相应动作，实现了智能控制。1统工作原理2、硬件设为了便于调试和改进，采用模块化设计。系统可分为单片机模块、避障模块、驱动模块、电源模块、显示模块、检测模块，其主要框图如下：2件系统硬件的结构如上图所示，控制为STC89C52，超声波传感器为HC-RS04,电机驱动模块为双L298N，电机为普通直流电机，烟雾传MQ-2，温湿度传感器为DHT11，红外传感器，DSN-FIR800蓝牙模块为HC-06无线模块为超再生接收模（采用LC振荡电路）模块为蜂鸣器，显示模块为LCD1602，电源为，CPU模CPU模块采用的是STC89C52单片机，这是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash器。STC89C52使用经典的MCS-51内核但做了很多的改进使得具有传统51单片机不具备的功能。在单上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512RAM，32I/O口线，看门狗定时4KBEEPROMMAX810位电路，316位定时器/计数器，4外部中断一个7向量4断结（兼容515向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，继续工工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T3CPU避障模块使用的是超声波HC-SR04模块。用于检测物的距模块特HC-SR04超声波测距模块可2cm-400cm非接触式距离感测功能距精度可达高到3mm；同时传感器不会收到关或物体现状、颜色及透明程度等条件因素限制。模块包括超声波发射器、与控制电路。综合价格、大小、精度等各方面因素，系统最后选择此模块作为测距模块。4模采L298N电机驱动L298N可直接对电机进行控制无需隔离电路。通过单片机的I/O输出改变控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流电机的大电流要求。5模温湿度传感器采用的是DHT11DHT11数字温湿度传感器是一阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。DHT11的互换性好，反应速度快，能力强，不需要外部6度传感器模显示模块采用LCD1602液晶显示屏。其作用是用于显示环境参（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。功耗低相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC，因而耗电量比其它显示器要少得多。7模烟雾传感烟雾传感器采用MQ-2MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体。8传感器模热红外模热红外模块采用DSN-FIR800传感器功能是实现夜间巡检时对热红外的检测，如窃贼进入房间，通过该传感器检测出来同时车DSN-FIR800是基于红外线技术的自动控制产品灵敏度高，（2）（3）（4）（5）（6）9外模蓝牙模块采用的型号是HC-06。其作用是实现小车和之间的通讯。安卓系统装有蓝牙APP，蓝牙和连接成功后，通过操作APP面实现对小车的控制。10牙模无 模本次设计采用的是四路无线模块，实现小车的功能。无线模块为超再生接收模块收模块采用LC振荡电路，内含放大整形，输出的数据信号为后的高电平信号。315MHz或433.92MHZ。接收模块一般采用DC5V供电，特殊要求 示“5V”表示接电源正极，“D0D1D2D3”表示输出，“GND”图11无线程序采用C编程语言，在Keil环境下编译、调试通过，其主流程图如图12图 主程序流程产品小车基于STC89C52单片机实现了多种功能：智能避障、温湿度检测、烟雾检测、热红外检测、超声波测距、智能、LCD液晶显示、无线、蓝牙、重力感应、数据传输。具有如1、以STC89C52单片机作为主控单元，该CPU运行可靠，成本低2、通过超声波传感器检测物，实现自主避障功能，无需人3、小车可运行在以下四种模式：无线、蓝牙、重力应、自主避障模式，四种模式可随意切换4、小车可以和进行通讯，实现了无线通讯的功能5、LCD显视多种信息，温度、湿度、距离、警告种类、运行6、小车操作简单，无需对小车进行额外的配置7、车体结构简单，采用亚克力底盘，四轮驱动，重量轻，动力足。8、车体采用特殊的底盘结构，其运动转弯半径为零，转弯时绕其中心转转，在狭小的空间便于小车的转向。9、所采用的模块均为低功耗模块，节省作品5.1作品前方5.2作品后方5.3LCD示湿度：37%温度：21℃物距离：84MM运行模式：环境情况：警告情况：红5.4LCD示湿度：79%温度：22℃物距离：124MM 情况：湿度5.5LCD示湿度：36%温度：21℃物距离：94MM 图5.6界结束从设计准备之初到现在已经过了半学期，经历了这半学期紧张忙碌的准备过程，我们学到了很多书本上学不到的东西，也更深刻地懂得了团队合作。在这半学期，我们广泛地学习了学长们做东西的宝贵经验，从中吸取了不少先进思想，这使得我们避免了很多弯路