- 一款基于STM32的智能滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件采用C語言編程，主要包括主程序、運(yùn)動(dòng)控制程序、滅火程序和回家程序等部分，主要用到的算法有沿墻走算法和趨光走算法。在程序設(shè)計(jì)中，通過傳感器采集信息，按照沿墻走算法控制機(jī)器人的行動(dòng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)火源后按照趨光走算法迅速、準(zhǔn)確地靠近火源、滅火并回家。程序運(yùn)行中應(yīng)避免機(jī)器人碰撞障礙物(墻壁)。主程序控制流程圖如圖7所示。

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序采用沿墻走算法，由ADC采樣程序、電機(jī)開啟、電機(jī)停止、電機(jī)速度和方向控制程序、延時(shí)程序等部分構(gòu)成。通過紅外測距傳感器采集的信息，全方位地判斷障礙物的情況，控制機(jī)器人的下一步運(yùn)動(dòng)方式，主要有直走、后退、左微調(diào)、右微調(diào)、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎等。

機(jī)器人滅火程序主要完成火源的尋找、確認(rèn)以及滅火任務(wù)并回家。在機(jī)器人檢測到房間內(nèi)有火源時(shí)，采用趨光走算法，根據(jù)火焰?zhèn)鞲衅鹘M的狀態(tài)，調(diào)整機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度，使其直面火源方向前進(jìn)。當(dāng)檢測到房間內(nèi)火源周圍白線時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，開啟風(fēng)扇滅火;當(dāng)檢測不到火源時(shí)，滅火成功。最后，啟動(dòng)回家模式，該模式采用沿墻走避障算法。

該軟件系統(tǒng)具有很大的靈活性，因?yàn)楦鞒绦蚴欠帜K設(shè)計(jì)的，當(dāng)比賽規(guī)則改變時(shí)，只需通過主程序調(diào)用不同的模塊即可完成新的任務(wù)。

3 結(jié)果與分析

對本系統(tǒng)進(jìn)行性能測試，測試中首先對電機(jī)進(jìn)行測試，電機(jī)在正常工作電壓下，調(diào)整軟件系統(tǒng)的PWM控制值，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速、直行前進(jìn)、后退、左微轉(zhuǎn)、右微轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)90°和右轉(zhuǎn)90°等功能。然后對機(jī)器人在比賽場地進(jìn)行滅火實(shí)驗(yàn)，共進(jìn)行30次實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)地把點(diǎn)燃的蠟燭放在各個(gè)房間的指定位置。機(jī)器人都能順利地找到火源，滅火回家且所用時(shí)間均在1 min之內(nèi)，試驗(yàn)中沒有出現(xiàn)碰壁現(xiàn)象。此數(shù)據(jù)表明機(jī)器人能平穩(wěn)地按照靠墻走原則完成任務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)具有很快的響應(yīng)速度、較高的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗干擾能力。