(6)消防智能小车

随着社会经济和科学技术的快速发展,化工行业危险化学品和放射性物质泄漏、燃烧及爆炸等事故的隐患逐渐增加,一旦发生火灾,往往会带来巨大的人员伤亡和财产损失,因此开发一款智能设备用于实时监测火灾隐患并代替人工进行灭火,具有重要的现实意义[1]。

1总体方案设计笔者设计了一个智能灭火小车,其总体方案设计如图1所示。

发生火情后,火源检测模块发送信号给单片机,单片机判断后驱动电机前往火源处,途中遇到障碍物后会及时躲避,到达火源后驱动风扇进行灭火。

图1智能灭火小车总体方案设计2系统硬件部分2.1电源电路电源电路(图2)设计选用7805芯片。

7805智能灭火小车的设计与实现张博1,2邓治岗3巨永锋1吕建新2(1.长安大学电子与控制工程学院;2.西安思源学院工学院;3.西安航天动力试验技术研究所)摘要设计了一个以单片机为核心的智能灭火小车,利用红外接收二极管实现对火源的检测,利用红外传感器实现避障。

给出了智能灭火小车系统的软硬件部分和具体的调试过程。

实验结果表明,该小车通过检测火源,将采集到的数据传给单片机,驱动小车寻找火源并进行相应的避障,最后完成了灭火工作并返回。

关键词灭火小车单片机红外接收二极管红外传感器避障中图分类号TH862文献标识码A文章编号1000⁃3932(2020)04⁃0341⁃05作者简介:张博(1994⁃),硕士研究生,从事嵌入式系统的研究。

通讯作者:巨永锋(1962⁃),教授,从事自动控制、智能测控技术的研究,************.cn。

图2电源电路芯片有3个引脚,分别为终端输入端、输出端和地面接地端[2]。

通常情况下,该芯片可提供的最大电流为1.5A,输入电压可以为9、12、15V,输出电压为5V,且误差不超过±0.2V[3]。

综合考虑后, 7805芯片采用电池供电,选择9V的输入电压。

2.2电机驱动电路电机驱动电路(图3)采用L298电机驱动芯片。

电机调速采用PWM调速原理,电机的速度与占空比成正比关系[4],利用该比例关系可以控制电机的转速从而达到灭火的目的。

一、实验目的1. 了解消防小车的结构和工作原理。

2. 掌握消防小车的基本操作方法。

3. 培养动手实践能力和创新意识。

二、实验器材1. 消防小车1台2. 电源1个3. 水泵1个4. 水管1根5. 灭火器1个6. 电池1块7. 实验台1张8. 实验记录表1份三、实验原理消防小车是一种用于火灾现场灭火的机器人，其主要原理是通过水泵将水输送到火灾现场进行灭火。

消防小车通常由动力系统、控制系统、传感器系统、灭火系统等组成。

四、实验步骤1. 准备工作（1）检查消防小车各部件是否完好，电池电量充足。

（2）将水泵、水管、灭火器连接到消防小车。

（3）将实验台布置好，确保实验过程中安全。

2. 操作消防小车（1）打开电源，启动消防小车。

（2）通过遥控器或手动控制，使消防小车向火灾现场移动。

（3）到达火灾现场后，操作水泵，将水喷向火源进行灭火。

（4）观察灭火效果，记录实验数据。

3. 实验数据记录（1）记录消防小车从启动到到达火灾现场所需时间。

（2）记录水泵喷水压力和流量。

（3）记录灭火效果，如火焰熄灭时间、灭火面积等。

4. 实验总结（1）分析实验数据，评估消防小车的灭火效果。

（2）总结实验过程中遇到的问题及解决方法。

五、实验结果与分析1. 实验数据（1）消防小车从启动到到达火灾现场所需时间：2分钟。

（2）水泵喷水压力：0.8MPa。

（3）水泵喷水流量：10L/min。

（4）火焰熄灭时间：3分钟。

（5）灭火面积：10平方米。

2. 分析（1）消防小车在实验过程中运行稳定，能够迅速到达火灾现场。

（2）水泵喷水压力和流量满足灭火需求，火焰熄灭时间较短。

（3）实验结果表明，消防小车在灭火过程中具有较高的效率。

六、实验结论通过本次实验，我们了解了消防小车的结构和工作原理，掌握了消防小车的基本操作方法。

实验结果表明，消防小车在灭火过程中具有较高的效率，能够为火灾现场提供有效的灭火支持。

七、实验建议1. 提高消防小车的智能化水平，使其能够自动识别火灾现场并进行灭火。

基于STM32 的喊话救援小车设计图1 消防侦察机器人除上述消防小车侦查机器人外,当前消防排烟机器人与消防灭火机器人也渐渐得到应用,如图2—3所示。

其主要实现灭火、排烟、降毒等功能,每台重量达千斤,需用卡车运输,由消防员操作无线遥控掌握方向,开启排烟或喷水系统。

受体型空间限制,该机器人通常在火灾建筑物周边移动,生产厂家主要为中信重工[6]。

图2 消防排烟机器人图3 消防灭火机器人目前,智能小车讨论和应用较为广泛,依据文献和网络资源的检索,消防智能小车讨论主要集中在:(1)消防小车的路线寻迹避障;(2)火情现场的灭火机制机构。

二者的讨论重点均为如何毁灭火情,对于长时间的灭火,忽视了灭火所需的原料与电源,如泡沫、水罐和干粉等耗材会限制智能消防小车的使用。

除此之外,对智能小车而言,喊话救援功能比灭火救援更具有有用价值[7-9]。

在无法得知火场内部状况时,外部指挥人员掌握小车进入火场内,并播放逃命指引,被困人员可以根据指引方法逃命。

通过监控系统对火场内部的环境和火情进行摄像,并将视频由通信系统传送至外部的指挥员处,便利外部指挥员了解火场内状况。

社会经济日益进展,某些建筑在拥有巨大社会效益和经济利益的同时,也伴随着巨大的风险导致危急物品和易燃易爆物质发生燃烧、爆炸等。

一旦发生灾难,消防员必需冒着生命危急完成任务。

近5 年中,年均20 万起火灾数量、有30 位消防人员牺牲,因火情受伤更不在少数。

如何降低火灾发生率和提升消防队员平安系数的问题急需解决,若是有了先进的“小车”帮助消防员,在提升效率的同时也能提升营救的平安系数。

2 喊话救援小车的设计2.1 本项目的设计思路和方法基于本项目主要功用是替代和帮助消防员作业,在受困人心情紧急不知所措的前提下指引逃命。

本设计采纳STM32F105 单片机实现,掌握电机驱动系统,调整4 个麦轮的转向与转速,调整喊话救援内容。

电源采纳24 V 动力锂电池供电,摄像模块完成图像采集,存储到存储器并放射至掌握操作员端,操作员掌握转向模块调整摄像区域,声放模块播放逃命指引,拾音模块收集火情现场声音信息,操作员依据声音信息进行直接喊话救援。

消防车智能控制系统随着科技的不断发展，智能控制系统在各个领域中得以广泛应用。

其中之一是消防车智能控制系统，它为消防车辆的运行和应急救援工作提供了全新的解决方案。

本文将介绍消防车智能控制系统的原理及其在实际应用中的优势。

一、智能控制系统的原理消防车智能控制系统是通过使用先进的传感器、控制器和通信技术，实现对消防车辆各种功能的自动控制和监测。

其原理主要包括以下几个方面：1. 传感器技术：消防车智能控制系统通过装配各类传感器，如温度传感器、气体传感器、烟雾传感器等，实时感知火灾现场的环境状况，为进一步的救援提供准确的信息。

2. 控制器技术：消防车智能控制系统中的控制器利用微处理器和嵌入式技术，根据传感器反馈的数据进行智能判断和控制，实现消防设备的自动操作和管理。

3. 通信技术：消防车智能控制系统通过无线通信技术与指挥中心、其他消防车辆以及云平台进行实时信息共享和数据传输，提高应急救援的协同效率。

二、智能控制系统在消防车中的应用消防车智能控制系统在消防车辆的运行和应急救援中起到了至关重要的作用。

它主要表现在以下几个方面：1. 自动化灭火：消防车智能控制系统配备的传感器可以实时监测火灾现场的温度和烟雾浓度等参数，并自动启动灭火装置，进行有效的灭火。

2. 进一步救援：消防车智能控制系统可以通过与其他消防车辆和指挥中心的实时通信，协同行动，提高救援效率和减少人员伤亡。

3. 安全驾驶：消防车智能控制系统可以对消防车辆的行驶状态进行监测和控制，避免危险驾驶行为，保障人员安全。

4. 能源管理：智能控制系统可以对消防车辆的能源进行智能调节和管理，提高能源利用效率，延长续航里程。

三、消防车智能控制系统的优势消防车智能控制系统相比于传统的消防车控制方式，具有以下几个明显的优势：1. 提高救援效率：智能控制系统通过自动化操作和救援协调，能够大大提高救援效率，缩短救援响应时间，减小人员伤亡和财产损失。

2. 智能化管理：智能控制系统可以对消防车辆的各项设备进行智能管理，实现自动化操作和远程监控，减少了人工操作的错误和疏忽。