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消防机器人在灭火救援中的应用

消防机器人在灭火救援中的应用
消防机器人在灭火救援中的应用

消防机器人在灭火救援中的应用

信息技术在各行业中的广泛应用,为我国社会经济的发展注入了全新的动力与活力。随着我国城市化进程不断推进,安全隐患问题尤为凸显。特别是具有不可预测性的突发事故,为我国消防救援工作带来了极大的困难与阻碍。同时也为威胁着相应的消防人员的人身安全。文章通过分析消防机器人在灭火救援中的优缺点,提出其具体的应用技术与使用范围,以降低消防工作的难度,保障灭火救援工作顺利实施。

标签:灭火救援;消防机器人;应用技术

1 概述

随着科学技术的迅速发展,机器人成为人类历史上又一个伟大发明。消防机器人最早诞生于上世纪八十年代的日本。我国对消防机器人的研究工作始于上世纪七十年代,到九十年代后进行规模化研发。其中具有代表性的是自行式消防水炮的研发,它可以在移动与操作上实现对危险火灾现场的救援。进入二十一世纪以来,消防机器人技术开发与应用,成为消防科技发展的重要研究方向之一。目前消防机器人不仅可以实现行走、爬坡、跨越障碍和灭火等功能,还可以利用各种传感器对火灾现场进行探测侦查,为消防人员在灭火救援中提供幫助。消防机器人在未来占据重要地位。在此背景下,拥有不同水平与功能并且智能化程度各不相同的消防机器人,作为灭火救援工作的替代者,对于提高灭火效率、保护消防人员的人身安全、减轻劳动强度等都具有重要意义。为了广泛应用各种智能化消防机器人、提高灭火救援效率、建设现代化消防队伍,需要了解消防机器人的优缺点并全面掌握它们的具体应用技术以及使用范围。

2 消防机器人的分类与现阶段呈现出的优缺点

2.1 消防机器人的分类

消防机器人作为特种消防设备,可代替消防人员进入有毒、有害、浓烟、放射性等危险火场,实施有效的探测、化学检验、灭火救援等消防救援等工作。为便于对消防机器人进行探索与应用,可从消防机器人的实战角度出发,按照以下标准进行分类:第一,按照主要功能可划分为,灭火机器人、破拆机器人、救人机器人以及危险物品泄露探测机器人等;第二,按照感觉功能可划分为,视觉型、温感型、嗅觉型以及烟感型机器人等;第三,按照行走方式可划分为,轮式行走型机器人、履带式行走型机器人以及履带轮式行走型机器人等;第四,按照控制方式可划分为,线控机器人、无线遥控机器人以及自适应机器人等;第五,按照智能化程度可划分为,程序化控制型机器人、智能化控制型机器人以及具有感觉功能计算机辅助控制型机器人等。

2.2 消防机器人的优缺点

智能消防机器人

智能消防机器人 目录 第一章引言 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2 Intelligent Design and manufacture of electric cars Fire..2 1.3 实现功能 (3) 1.4 模拟房子介绍 (3) 第二章系统整体方案设计 (4) 2.1系统硬件设计 (4) 2.2系统软件设计 (4) 第三章硬件设计 (5) 3.1 电源管理模块 (5) 3.11稳压芯片LM7805、7806CV (5) 3.12电源模块电路原理图 (5) 3.2 电机驱动芯BTS7960 (6) 3.21 BTS7960的逻辑功能 (6) 3.22 外形及封装 (6) 3.23BTS7960电路原理图 (7) 3.3地面灰度检测传感器 ST188 (7) 3.3.1 ST188特点 (7) 3.3.2 检测原理 (7) 3.3.3 应用范围 (7) 3.3.4 外形尺寸(单位mm) (7) 3.3.5 ST188原理图 (8) 3.4火焰传感器 (8) 3.4.1火焰传感器使用 (8) 3.5报警电路 (8) 第四章软件设计 (9) 4.1 灭火机器人行进路线分析 (9) 4.2 软件流程图 (11) 4.3软件开发平台介绍 (11) 第五章调试记录及实验心得 (12) 5.1 调试记录 (12) 参考文献 (13) 附录: 程序清单 (13)

第一章引言 1.1课题背景 如今国内外对消防设备的研究越来越重视,投入也越来越多。慢慢趋向于自动化、智能化。实现灭火、火场侦查、危险物品泄露探测、破拆等功能。本文设计主要完成的功能是扑火救人。 本设计是基于STC89C52单片机对电动车进行控制的自动控制系统,研究的内容有:主要方案论证、硬件设计、软件设计、系统实物调试。硬件设计主要有电机驱动电路、热光源采集电路、声音采集电路、电风扇驱动电路、停车信号采集电路、LCD显示电路、电源电路及单片机最小系统。本系统以STC89C52单片机作为控制核心,通过接受到热光源采集电路传送的信号和声音采集电路传送的信号,对电动车电机进行控制,从而实现对电动车的转向控制。当两处着火,一处是物品,另一处是人着火;电动车通过声音识别,优先将人身上的火扑灭。其所实现的功能相当于简易消防机器人。 【关键词】消防车热光源 STM32单片机 LM298 ST178 1.2Intelligent Design and manufacture of electric cars Fire Abstract Today, fire-fighting equipment at home and abroad more and more emphasis on the study, input more and more. Slowly tends to automation and intelligence. To achieve fire fighting, fire detection, hazardous materials leak detection, ripper and other functions. This function is primarily designed to complete fire fighting to save people. The design is based STC89C52 microcontroller to control for electric vehicle control system to study the contents of the following: the main program feasibility studies, hardware design, software design, system debugging in kind. Hardware design, main motor drive circuit, thermal light source acquisition circuit, the sound collection circuit, fan drive circuit, stopping the signal acquisition circuit, LCD display circuit, power circuit and microcontroller minimum system. The system STC89C52 microcomputer as the control core, through the acquisition circuit receives light transmitted thermal signal and voice signal acquisition circuit transmission of electric vehicle motors to be controlled in order to achieve steering control for electric vehicles. When the two fire, one is the items, another is a human on fire; electric vehicle through voice recognition, give priority to the human body fire. They achieve the functional equivalent of simple fire-fighting robot. 【Key words】:fire engine 、hot light、STM32 MCU 、LM298ST178

移动技术在消防灭火救援指挥调度系统中的应用

移动技术在消防灭火救援指挥调度系统中的应用 文章介绍消防部队灭火救援中存在的问题,通过利用移动技术建设移动信息采集与移动指挥系统,为指挥人员提供操作简单、方便快捷、信息丰富、技术可靠的现场作战指挥信息支撑系统,形成多元的信息化作战体系。 标签:一体化灭火救援系统;边界接入平台;移动指挥系统;移动终端 1 概述 通过“十一五”期间消防信息化建设,各级消防部队已基本完成一体化灭火救援系统部署,实现了各级消防指挥中心灾情信息和调度指令的上传下达,实现了预案调派、作战方案编制、跨区域增援调度、音视频综合集成等功能,为后方指挥中心灾情信息掌握、指挥调度起到了较好的信息支撑和辅助决策。但在灾害现场,尚缺乏有效的技术手段,全面满足现场指挥员的灾害信息支撑和辅助决策支持等业务需要。 在“十二五规划”中,明确要求加强移动端信息化建设和应用,建设各类移动指挥、移动执法、移动办公和移动数据采集、资产管理等移动终端。通过建设移动采集子系统与移动指挥子系统,把指挥中心接处警系统和辅助决策功能、信息采集功能向移动终端延伸,为指挥人员提供操作简单、方便快捷、信息丰富、技术可靠的现场作战指挥信息支撑系统。 2 系统的实现 移动技术在消防灭火救援指挥调度系统中的应用,主要由一体化灭火救援系统、边界接入平台、移动指挥系统、VPDN专网和信息采集终端、移动指挥终端等组成。基于运营商3G/4G VPDN专网,通过移动指挥终端的音视频、数据应用,实现指挥中心对灾害现场的信息支持和交互对灾害现场的救援力量实时掌握和协同,是一体化滅火救援系统的延伸。系统部署如图1。 2.1 系统实现的流程 消防移动采集与指挥系统部署在支队指挥中心,移动指挥终端和移动信息采集终端以数字证书方式进行身份验证,通过3G/4G VPDN专网接入指挥中心,通过支队边界安全网络设备平台实现移动指挥系统与一体化灭火救援系统信息的互联互通,实现信息交互。 2.2 系统的部署 2.2.1 在VPDN专网中部署一台移动指挥中心网关服务器:在该服务器上部署部署移动指挥中心网关、数据库,主要实现:给现场所有移动指挥终端提供消息传输服务。

消防灭火救援组织指挥工作的几点体会

消防灭火救援组织指挥工作的几点体会 灭火救援是法律赋予公安消防部队的重要职责。当前,火灾事故和抢险救援任务伴随着经济社会的高速发展日益增多,能否适应新形势下灭火救援工作需要,实现~提出的打得赢的目标,是我们面临的一项重要任务。为此,笔者结合公安消防部队灭火救援工作实际,对消防指挥员在灭火救援组织指挥方面需要注意的问题作一探讨。s0100 一、日益复杂的火灾形势,对消防部队灭火救援能力提出了严峻的挑战。 一是火灾和其他事故发生频率加快,消防部队承担的灭火救援任务更加繁重。近年来,全国火灾呈逐年上升趋势,重特大恶性火灾事故时有发生。以徐州市为例,2000年全市接警出动1291次,参加灭火救援1014次;2001年,接警出动1436次,参加灭火救援1266次;今年1-8月份,接警出动1422次,参加灭火救援1105次。面对这一严峻的形势,坚持执勤第一的观念应作为消防官兵的第一要务,摆上部队建设的突出位置抓实抓好。二是火灾规模扩大,灭火力量急需增强。随着经济的快速发展和城乡居民生活水平的提高,家用电器、燃气得到普遍使用,城乡工业化、市场化的格局逐渐形成,易燃可燃物质不断增多,一旦发生火灾,便会瞬间扩大,形成猛烈燃烧的局面,往往一处火灾需要多队增援。如何提高消防部队的快速反应能力,在火灾扑救过程中正确运用灭火战术;如何组织到场的增援力量搞好大规模协同作战,已成为各级指挥员临场作战指挥亟待解决的一个重要课题。三是火灾现场情况更加复杂,消防员防护装备亟待加强。现代火灾涉及到高层建筑、地下工程、石油化工等诸多公众聚集场所,火场形势瞬息万变,烟雾毒性大、火焰辐射热强、建筑物随时坍塌、燃

消防机器人通用技术条件..

前言 本部分的第4、5、6、9章为强制性,其余为推荐性。 GAX X《消防机器人》目前拟分为9个部分: 一一第1部分:消防机器人通用技术条件; 一一第2部分:消防灭火机器人: 一一第3部分:消防侦察机器人; 一一第4部分:消防排烟机器人; 一一第5部分:消防救援机器人; 一一第6部分:消防洗消机器人; 一一第7部分:消防照明机器人; 一一第8部分:防暴机器人; 一一第9部分:排爆机器人: 本部分为GAXX的第1部分。 根据国内目前消防机器人的生产、使用情况以及今后较长时期内我国消防机器人的发展规划,编制了本部分标准。本部分标准首次发布。 本部分由中华人民共和国公安部提出。 本部分由全国消防标准化技术委员会第四分技术委员会(SAC/TCll3/SC4)归口。 本部分负责起草单位:公安部上海消防研究所。 本部分主要起草人

消防机器人通用技术条件 General specification for fire robot GAXX.-XXXX 1 范围 本标准规定了消防机器人的术语、分类、型号编制、功能、性能要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等。 本标准适用于在陆地上行走的各类消防机器人,不适用于在空中或水面、水下等执行消防作业的其它特种机器人。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文 件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 156—2007 标准电压 GB/T 191—2008 包装储运图示标志 GB/T 699—1999 优质碳素结构钢 GB/T 1173—1995 铸造铝合金 GB/T 1176—1987 铸造铜合金技术条件 GB/T 1348—1988 球墨铸铁件 GB/T 3766—2001 液压系统通用技术条件 GB 3836.1—2000 爆炸性气体环境用电器设备第一部分:通用要求 GB 4208—2007 外壳防护等级(1P代码) GB/T 4237—2007 不锈钢热轧钢板和钢带 GB 5083—1999 生产设备安全卫生设计总则 GB/T 7251.8—2005 低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求 GB 7258—2004 机动车运行安全技术条件 GB/T 7932—2003 气动系统通用技术条件 GB/T 9439—1998 灰铸铁件 GB 12325—2003 电能质量供电电压允许偏差 GB 14097—1999 中小功率柴油机噪声限值 GB 15540—2006 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB 17478—2004 低压直流电源设备的性能特性 GB 18296—2001 汽车燃油箱安全性能要求和试验方法 GB 20891—2007 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国I、II阶段) GB 50171—1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB 50257—1996 电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 GB/T 13384—1992 机电产品包装通用技术条件 JB/T 9773.2—1999 柴油机起动性能试验方法 3 术语 下列术语适用于本标准: 3.1消防机器人fire robot

灭火救援工作中大数据技术的作用

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/8d13532026.html, 灭火救援工作中大数据技术的作用 作者:相树权 来源:《消防界》2018年第20期 摘要:本文对大数据技术在灭火救援工作中的作用进行了阐述,提出当前灭火救援工作中大数据技术的应用问题进行了探讨,最后结合灭火救援工作实际情况,对大数据技术的应用途径进行分析,以供参考。 关键词:灭火救援;大数据技术;作用 科技的发展改变了人们的生活,尤其是近年来电子产品得到普及,在人们日常生活中,因为电子产品与设备引发的消防安全事故数量不断增长,进而给人们的生命财产构成了严重的威胁,同时消防工作也面临着重大挑战。其中灭火救援是消防工作的重要内容,为了提高灭火救援工作成效,我们就有必要将先进的技术方法融入其中,其中大数据技术对于灭火救援工作而言具有较高的应用价值,鉴于此,本文结合灭火救援工作中大数据技术的作用进行探讨与分析。 一、大数据技术在灭火救援工作中的作用 所谓的大数据,就是指用于描述常规软件工具无法进行处理的,具有比较复杂种类的数据集合。关于大数据的概念,最早源自于麦肯锡全球研究所。在信息技术不断发展的背景下,大数据在社会各领域得到推广与普及,并发挥着越来越大的作用。本文主要结合大数据技术在灭火救援工作中的应用价值进行阐述。 (一)提高火灾统计数据的准确性 在传统模式下,灭火救援工作的指挥与调度主要依靠消防工作人员的主观意识以及经验,整体上来讲缺乏数据支持,进而导致灭火救援工作的准确性有所缺失,难以充分发挥消防资源的价值,取得成效也不甚理想。而随着大数据在消防工作中的渗透,灭火救援的指挥方式发生了重大变化,在大数据技术的支持下,消防人员可以掌握到道路交通、物资保障、灾害程度等各方面数据,通过有效分析,找到火灾事故的源头与发展规律,从而提出有效方法,使灭火救援决策的科学性、合理性得到提升,进而增强灭火救援工作的效果。 (二)提高灭火救援工作效率 现阶段,我国建筑行业取得了重大发展,建筑工程项目的数量与规模不断提升,建筑物中易燃易爆物品也越来越多,这也直接导致火灾事故概率提高,严重威胁到了人们的生命财产安全。针对此,消防工作人员有必要优化资源配置,提高灭火救援工作的效率与安全性。而在灭火救援中渗透大数据技术,可以帮助消防工作人员获取到更多与火灾事故相关的数据与信息,

智能灭火机器人的设计与实现

第18卷第3期电子设计工程2010年3月V01.18No.3ElectronicDesignEngineeringMar.2010 智能灭火机器人的设计与实现 李小燕,陈帝伊,马孝义 (西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气系,陕西杨凌712100) 摘要:根据国际灭火机器人的比赛规则,给出灭火机器人的软硬件设计。该系统硬件设计是以嵌入式ARM966E.S为核心,科学布置6个红外测距传感器,实现远红外火焰传感器组.能够快速精确检测环境。并采用双电源供电,直流电机驱动。而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法。实验证明.该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性。机器人搜寻4个房间并完成灭火用时8S左右.达到国际先进水平。 关键词:机器人;嵌入式系统;传感器;灭火机器人 中图分类号:TP31l文献标识码:A文章编号:1674-6236(2010)03—005l—04 Designandimplementationofintelligentfire-nghtingrobot LIXiao-yan。CHENDi-yi,MAXiao-yi (ElectricDepartmentofCollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering,NorthWestA&FUniversity, Yansting712100,China) Abstract:Accordingtotheruleofinternationalfire—fightingrobotrace.theha”dw呲andsoftware designofthefire-fight- ingrobota地presented.’nlehlLrdwal陀structureisbasedonembeddedARM966E-S.Sixinfrareddistancesen¥ol暗a弛dis—tributedscientificallyandthesectiOHoffar-infraredflamesensolt篙isdesignedcreatively,whichrealizesthefunctionofde-teetingenvironmentquicklyandaccurately.Dualpowersupplysolutionisadopted,andDCmotoristakenfitsdriver.The optimizedalgorithmsforobstacle-avoidanceandfire?extinguishing areintroducedin softwaredesign.Theexperimentsshow thatthereal-timecapability,rapidityandreliabihtyofthesystemarelargelyimprovedbythisdesign.Therobottakeseightsecondstosearchforfourroonlflandfinishesfire.fighting.whichreachestheintemationaladvancedlevel. Key words:robot;embeddedsystem;sensor;fire-fightingrobot 近年来。随着科技的迅速发展.智能机器人的研究在实 际应用中具有很大发展空间。机器人技术涉及人工智能、计 算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息技术等领域,是 一门综合性很强的学科。代表一个国家的高科技发展水平【-1。 智能机器人是各国科学研究的重要方向删。机器人灭火比赛 是近几年国内外广泛开展的一项机器人竞赛。本文针对基于 嵌入式ARM9内核的智能灭火机器人系统进行优化设计。 1系统硬件设计 机器人灭火比赛的目的是在图l(尺寸单位:ram)所示的 平面结构房子模型里。将蜡烛代替的火源随机地放于其中一 间.要求机器人快速无碰撞找到火源并将其熄灭。 为满足比赛的功能要求,本设计的灭火机器人硬件结构 由控制器、传感器模块、电源模块、驱动模块、灭火装置以及 声音模块等组成.其总体结构如图2所示。 1.1嵌入式系统 由于该系统设计所用传感器较多,传感器系统在整个灭火过程中不断采集环境信息,故要求控制器的核心必须对实收稿日期:2009_07—24稿件编号:20090r7083 基金项目:国家“863”计划(2006AAl00209) 图1比赛场地平面图 时任务具有很强的支持能力。因此。选用以嵌入式CPUARM966E—S为核心的STR91lFAM44控制器.该器件具有32位高端ARM9处理器。实时处理信息的能力强,处理速度为1.1MIPS/MHz,达到2倍以上ARM7处理器的处理能力嘲。为 作者简介:李小燕(1985一),女,四川成都人。研究方向:智能机器人。 一5l一

消防应急救援指挥平台建设方案

消防应急救援指挥平台 建设方案

一、背景 根据2009年5月1日最新修订的《中华人民共和国消防法》,公安消防部队主要职能为: ?火灾扑救 ?公共安全(反恐) ?重大灾害事故抢险救援 ?抢救人员生命为主的应急救援 灭火救援工作关系国计民生,为及时了解火场、公共安全事件现场和灾害事故现场情况,掌握消防车辆各种动态信息,提高公安消防部队精确感知火情、快速指挥决策的科技水平,实现119指挥中心对灾害现场救援行动的可视化指挥,为准确、及时调派增援力量提供实时、直观、量化的科学依据,消防应急救援指挥平台建设已刻不容缓。 二、设计原则 2.1 实用性 系统致力于各种垂直化行业解决方案的提供。设计合理,结构简单,功能完备,切合实际,能有效提高工作效率,满足行业需求。 2.2 可扩展性 系统采用结构化设计,系统规模和功能易于扩充,系统配套软件具有升级能力,能够方便和快速的构建行业数据整合方案。

2.3 易操作性 提供清晰、简洁、友好的人机交互界面,操控简便、灵活,易学易用,便于管理和维护,有很强的容错和系统恢复能力。 2.4 实时性 系统是一套全实时的交互式控制平台,无论是媒体数据、控制数据、报警数据还是录像数据和系统状态数据都能在第一时间通过网络到达用户桌面。 2.5 安全性 系统构建于稳定的C/S架构之上,不但给系统提供实时性保障,也能给系统提供运行环境的安全性保障。提供完善的用户和权限管理模式,能保障系统的应用级数据安全。 2.6 高可靠性 系统采用成熟、稳定和通用的技术,服务器软件具备强大的实时数据处理能力。同时支持多种备份和冗余措施,能够保证系统长期稳定运行。 2.7 可维护性 系统具备自检、故障诊断及故障弱化功能。在出现故障时,用户可以通过平台软件及时、快速地进行维护。通过整个系统动态环境一致性维护可以轻松的实现,极大的减轻系统维护工作量。 三、总体设计 消防应急救援指挥平台由指挥中心、通信网络、消防车辆和消防员视频监控

灭火机器人设计

灭火机器人设计

毕业设计论文题目灭火机器人 专业名称机电一体化 学生姓名赵志祥 指导教师朱文琦 毕业时间 1

目录 第1章绪论 (2) 1.1 机器人产生的背景 (2) 1.2 灭火机器人设计的目的和意义 (3) 第2章系统设计方案研究 (4) 2.1 整体方案设计 (4) 2.2 硬件实现方案. (5) 2.3 软件总体设计方案......................................................................... (9) 第3章硬件单元电路设计 (10) 3.1 电源电路 (10) 3.2 微控制器模块的设计 (11) 3.3 电机驱动电路的设计 (15) 3.4 寻线电路的设计 (19) 3.5 火焰检测电路的设计 (24) 1

3.6 声音报警与灭火 (25) 第4章软件实现 (27) 4.1 软件开发平台介绍 (27) 4.2 主程序流程图 (28) 4.3 寻线程序流程图 (29) 4.4 灭火程序流程图 (29) 第5章统功能调试 (30) 结论 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35) 1

附录 (36) 1

摘要 本设计主要灭火机器人的制作与研究,小车以单片机为控制核心,加以电源电路,机电驱动,光电传感电路,灭火风扇以及其它电路构成。电源电路提供系统所需的工作电源,专用电机驱动芯片驱动电机控制小车的前后移动和左右转向光电对管完成循迹和避障,光敏电阻传感器检测火焰,灭火风扇进行灭火。本设计制作的小车具有灭火功能,达到了实验现场灭火的目的,较好的完成了课题目标 关键词:传感器灭火机器人直流电机风扇 1

灭火机器人的传感器使用

灭火机器人传感器的使用 人工智能也称机器智能,是一门研究人类智能机理和如何用计算机模拟人类智能活动的学科。经过50多年的发展,人工智能已形成极广泛的研究领域,并且取得了许多令人瞩目的成就[1]。智能机器人技术综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,集成了多学科的发展成果,代表高技术的发展前沿[2。智能机器人的研究,大大促进了人工智能思想和技术的进步,渐渐成为一个备受关注的分支领域,各种智能机器人比赛也成为国内外广泛推广和发展的一种竞技项目 智能机器人灭火比赛是目前已成为全球规模最大、普及程度最高的全自主智能机器人大赛之一。在灭火机器人中主要使用了三类传感器,火焰传感器是用来探测火焰的;红外传感器用来测量小车到墙壁的距离,用来定位;灰度传感器主要是用来识别地面的白线现代技术中,我们可以利用一些元件设计电路,它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是:把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力。而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。二十一世纪,人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能;一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能,制造出更多的传感器.而线传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展 灭火比赛需要机器人在尽量不碰撞墙壁的基础上尽可能快地找到蜡烛并将火灭掉。在完成任务的过程中首先需要不碰撞墙壁,然后需要判断前方是否有火焰。在找到火焰后需要判断蜡烛旁边的白线。如果碰撞墙壁的话,需要机器人能检测出来并进行处理,不然就会发生机器人卡死的情况,那就不能完成任何任务。 红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 首先了解一下红外光。红外光是太阳光谱的一部分,红外光的最大特点就是具有光热效应,辐射热量,它是光谱中最大光热效应区。红外光一种不可见光,与所有电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。红外光在真空中的传播速度为3×108m/s。红外光在介质中传播会产生衰减,在金属中传播衰减很大,但红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料,大部分液体对红外辐射吸收非常大。不同的气体对其吸收程度各不相同,大气层对不同波长的红外光存在不同的吸收带。研究分析表明,对于波长为1~5μm、 8~14μm 区域的红外光具有比较大的“透明度”。即这些波长的红外光能较好地穿透大气层。自然界中任何物体,只要其温度在绝对零度之上,都能产生红外光辐射。红外光的光热效应对不同的物体是各不相同的,热能强度也不一样。例如,黑体(能全部吸收投射到其表面的红外辐

基于STM32的智能灭火机器人设计方案

143 电子技术 1 系统整体方案设计 智能灭火机器人在声音或人工启动后 ,左右两侧的电机被驱动旋转,小车在前进的过程中,通过两侧夹角固定红外传感器,来调整两轮的转速,是车体达到前行方向,前行过程中实时监测是否有火源存在,若火焰传感器检测到有火源时,向火源靠拢,当与货源达到一定距离时,温度传感器接收到信号,在单片机处理下使风扇转动,直至火源被灭才停止旋转,然后继续寻找下一火源。系统总体设计框图如图1。 基于 STM32 的智能灭火机器人设计方案 杨 斌,刘思美 (山东科技大学 电气与自动化工程学院 自动化系,山东 青岛 266590) 摘 要: 本系统以stm32微控制器为核心控制单元,以安装在车体两侧红外传感器来循迹,通过声音传感器启动,使用火焰传感器来检测火焰,以温度传感器检测与火源的距离,并用风扇来灭火。车身主要以相隔30度的五个红外传感器来调整车身的角度,实现了对运动方向的控制,进而躲避障碍物,实现了在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的功效。关键词:stm32;传感器;灭火机器人DOI:10.16640/https://www.doczj.com/doc/8d13532026.html,ki.37-1222/t.2016.10.127 图1 系统总体设计框图 2 系统硬件设计 2.1 结构设计 在综合考虑工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响后,为了方便小车在前进过程中,能够直线前进,且没有左右较大的晃动,而且能够平稳转弯,我们采用圆形车体,两电机驱动,前后各安装一个万向轮。 车体主要由电路板,车底盘,风扇架,车轮等构成,为了更加节省车体空间,我们在设计电路板时,将稳压芯片,电机驱动,stm32芯片都焊接在一块板子上,使整个车体看起来更整洁更美观。在车体前方安装5个红外传感器,并且距中心红外各岔开30度,将两个传感器放在车盘后面,距中心岔开60度。这样能够使探测的范围更大,有利于对墙壁的探测。红外的距离大概8cm,经过检测,这样车体能够最快修正,更加平稳。电池放于车底盘下面,将车的重心降低,更有利于车体稳定。将风扇提高能够略高于火源,而温度传感器与火焰传感器一般与火源同等高度,风扇要有大概10度的向下倾角,这样就能保证最大范围的灭火。2.2 电源管理模块设计 电源管理模块包括稳压模块与驱动模块。由于单片机及所有的传感器系统供电采用的是5V 的电源,而车体要良好的运行电机的供电电压应该达到12V,所以在电源的处理上采用了稳压芯片,LM2596来稳5V,以供传感器使用,电机驱动模块使用直流12V,使用一款MC34063 升压芯片。由于传感器数量较多,尤其红外传感器所消耗的电流较大,这便是我们使用LM2596的原因。 电机驱动芯片我们采用的是 LR7843 ,电机驱动电路为一个由分立元件制作的直流电动机可逆双极型桥式驱动器,其功率元件由4片 N 沟道功率 MOS 管组成,额定工作电流可以轻易达到 100A 以上,大 大提高了电动机的工作转矩和转速。该驱动器主要由以下部分组成:功率 MOS 管栅极驱动电路、 IR2104驱动芯片、74HC08D 与门芯片等。2.3 传感器模块设计 红外传感器采用E18-D80NK,传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点。红外发射管发射出经过调制过的38KHZ 的红外光,当前方没有障碍物时,接收器收不到红外光,相反当前方有障碍物时,接受器可以收到红外光。根据此原理,机器人可以感知前方的路况从而决定是否前行。声音传感器是固定频率声控的,内部含有鉴频器,可以对固定频率音频信号识别;放大器对麦克风的声音进行100倍放大,并从接口插针输出,可以精密多圈电位器调节频率。这样我们就可以更加准确的控制小车,不至于在杂音下启动。温度传感器采用的是DS18B20 测温模块,其板载DS18B20芯片,同时留有3P 圆孔座,方便插拔DS18B20芯片,芯片引脚已经全部引出,内置上拉电阻,方便使用,价格便宜,能够精确检测与火源距离,使小车实现完全自动化。火焰传感器与风扇模块选材,满足需求即可,但其位置有较为严格要求,火焰传感器最好使用5路,分布原理与红外传感器分布原理相似,方便在检测火源后校正角度。风扇最好选用大功率空心杯等,能够保证足够的风力灭火,使用继电器控制其开关。 3 软件设计 程序的开发是在Keil 开发环境下进行的,包括源程序的编写、编译和链接,并最终生成可执行文件。软件设计部分包括系统初始化、 数据采集与处理、 电机控制、灭火等部分。 在小车接收到信号启动后,实时监测是否有火源存在,在红外传感器没有检测到物体时,小车则向两边斜向靠拢,以便贴近障碍物行驶。若检测到火源,根据火焰传感器来判别火源的方向,并逐渐向火源靠拢,靠近过程中及时修正车体方向,在距火源达到一定距离后,温度传感器接收到信号,通过单片机控制继电开通,促使风扇转动,直至检测不到火源时风扇停止。为防止火复燃,需小车在原地静定几秒钟,确定无火源时再离开,继续寻找下一火源。 4 结论 顺应于现代灭火技术的理念,基于stm32核心处理器,合理搭建小车机械结构,使用红外传感器避障,声音传感器启动,火焰传感器检测火源,温度传感器控制与火源距离,用风扇灭火,我们设计出一种运行稳定,价格低廉,可靠且可行的全自动智能灭火机器人。参考文献: [1] (美)麦库姆.小型智能机器人制作全攻略[M].(第4版)北京:人民邮电出版社,2013(06). [2]蔡自兴等编.机器人学基础[M].(第2版)北京:机械工业出版社,2015(03). [3]刘火良,杨森编.STM32库开发实战指南[M].北京:机械工业出版社,2013(06). 作者简介:杨斌(1993-),男,河南卢氏人,本科。

消防救援一体化指挥平台解决方案

消防救援一体化指挥平台解决方案 杭州叙简科技有限公司 陈楚 1.系统概述 杭州叙简科技有限公司消防救援一体化指挥系统综合现有资源,利用现代最先进的IMS构架和电子技术、IP通信技术、无线技术、GIS定位等先进技术,结合消防行业特点,构建集语音、数据、视频于一体的智能化消防协同应急指挥与救援解决方案,发挥综合指挥调度的最大性能,实现语音、视频和数据的融合,为管理和指挥调度提供完备的信息来源。 该方案以消防救援一体化指挥平台为核心,以GIS、视频图像采集、音视频综合接入等为辅助手段,集接警、处警、辅助决策、资源管理、指挥和调度等功能于一体,实现了报警方式多样化、指挥系统网络化、救援地点的准确化、指令下达迅速化、指挥调度科学化、辅助功能联动化、各种动态信息实时化、消防指挥信息化,有效的应对各类火灾事故,最大限度减少灾害造成的损失,确保人民生命和财产的安全。

2.方案特点 1)统一综合调度界面 综合指挥调度系统应在各专业通讯系统互联互通的基础上,将有线、无 线、图像接入、多路传真、短信调度、数字录音、多方会议等嵌入在一 个平台里,提供统一控制界面,完成跨网呼叫与调度,方便应急管理工 作中的统一管理、统一调度等功能,能够提高应急工作效率,实现对各 级应急平台的协同统一指挥。核心设备支持1+1冗余热备、异地容灾热 备组网。 2)强互联互通 系统智能选择数字中继,环路中继,EM中继,IP路由保证任何地方、 任何终端、任何环境都能互联互通。保证在跨部门的应急事件的统一处 理过程中指挥中心能与各职能部门,各个现场之间的通畅的通信。 3)多业务

系统具备有/无线指挥调度、强拆强插,组呼群呼、多方会商、大容量并发数字录音、短信、多路传真、视频调度等功能,集交换与应急调度于一体。 4)实时快速定位 当火灾发生时,通过GPS全球卫星定位系统、GIS地理信息系统等辅助设备,能够自动迅速明确事故地点,实时掌握目标的位置和动态,辅助调度人员进行调度决策; 5)现场信息实时反馈 当消防人员到达事故地点后,可通过图像采集系统,利用视频单兵终端、车载终端或是3G手机等无线终端,将现场视频信息实时传送到指挥中心,使指挥人员实时了解现场情况,为其提供直观、准确的决策依据。 6)集中存储 对所有通话进行数字录音,对所有图像采集信息进行保存,确保调度指挥过程有据可查。 7)历史记录查询 能自动、准确的记录报警时间、地点、处警程序及处警结果,提供行车路线,重放行车轨迹及出警与灭火的全过程,做到有据可查,不会出现误报、漏报。 8)协同告警 为了预防可能发生的火灾事故,消防协同调度指挥系统与数据监控采集系统(如烟雾感应设备、视频监控系统)对接,当感应到异常信息或是监控到异常信息时,系统自动将异常信息的内容、地点等告警信息发送到指挥中心或是值班人员。消防中心能通过监控设备第一时间告知各消防中队,迅速出警解决事故灾害。 9)消防一体化集成接入: ●图像综合集成接口:实现图像系统与消防一体化系统之间的统接入。 ●语音综合集成接口:实现语音系统与消防一体化系统之间的统一接 入。 ●一体化数据集成接入:实现消防一体化系统与外围系统、119接处警

消防机器人设计报告

消防机器人设计报告

基于ATmega2560单片机的智能避障灭火小车 一、设计方案: 1、控制系统: Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板,具有54路数字输入输出,适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560,同时具有54路数字输入/输出口(其中16路可作为PWM输出),16路模拟输入,4路UART接口,一个16MHz晶体振荡器,一个USB口,一个电源插座,一个ICSP header和一个复位按钮。Arduino Mega2560也能兼容为Arduino UNO设计的扩展板。 该核心电路板能提供大量IO接口,因此为以后的传感器和功能拓展提供了便捷,同时搭配传感器拓展板,在使用和调试便捷性上优于其它单片机。 Arduino2560原理电路: 2、传感器: 方案一:光电循迹传感器+火焰传感器+红外线测距传感器 光电开关在一般情况下,由三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。

它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光受光器是接收不到的,当有物体通过时挡住了光,并把光反射回来,受光器就接收到了光信号,输出一个开关信号。 当遇到黑色线格的时候,由于黑色吸收了大部分光线,因此光电开光就会输出电平变化,单片机接收到信号以后做出相应的动作。 火焰传感器的基本构成及原理: 火焰传感器由红外线接收管、电平比较电路、灵敏度调节电位器三部分组成。通过红外线接收管探测周围环境,当接收到较强的红外线的时候,由电平比较器反馈给单片机电平变化信号。可通过电位器调节火焰传感器的灵敏度。 红外测距传感器: 红外测距传感器由四部分构成,红外线二极管,红外线接收管,电平比较器,距离调节电位器。 通过红外线二极管发射出红外线,接收管收到物体反射的红外线,通过电平比较器后输出一个变化电平信号。通过电位器调节,可以控制接收管给电平比较器的信号,而达到控制探测距离的目的。但由于红外线测距模块对火焰比较敏感,因此用在消防机器人上面不是很合适。 方案二:光电循迹传感器+火焰传感器+超声波传感器 该方案使用了超声波测距模块,利用超声波发射和接收模组,通过一定频率的超声波并接收该频率的反射波,通过两者的时差进行计算,准确得出障碍距小车的距离,屏蔽了火焰对测距模块的影响,能有效应用于避障机构。 3、动力机构: 方案一、四线二相步进电机*2 该方案中,步进电机能够按照特定的步进角进行运转,设定好步数,电机则运行相应的角度以下图为例: 虽然步进电机能很准确的对小车进行控制,但是由于其功耗和控制电路的因素,该方案未采用。 方案二、直流减速电机*2 使用L298N驱动两个直流电机,L298N驱动电路如下图:

消防救援窗

消防救援窗 1、GB50016-2014《建筑设计防火规范》第7.2.5条中有 具体规定: “7.2.5 供消防扑救人员进入的窗口的净高度和净宽 度均不应小于1.0m,下沿距室内地面不宜大于1.2m,间距不宜大于20m且每个防火分区不应少于2个,设 置位置应与消防车登高操作场地相对应。窗口的玻璃应 易于破碎,并应设置可在室外易于识别的明显标志。” 2、(1)建筑物与消防车道相对应的范围内,必须设置直 通室外的楼梯或直通楼梯间的入口。 (2)厂房、仓库、公共建筑的外墙每层均应设置可供 消防救援人员进入的窗口,窗口的净尺寸不得小于 0.8m×1.0m,窗口下沿距室内地面不宜大于1.2m,该 窗口间距不应大于20m,窗口的玻璃应易于破碎,并 应设置可在室外识别的明显标志。 设置要求:(1)建筑高度大于36m的住宅建筑,其他 一类、二类高层民用建筑应设置消防电梯。消防电梯应 分别设在不同的防火分区内,且每个防火分区不应少于 1台。符合消防电梯要求的客梯或工作电梯可兼作消防 电梯。 (2 )建筑高度大于32m且设置电梯的高层厂房或高

层仓库,每个防火分区内宜设置1台消防电梯。符合消 防电梯要求的客梯或货梯可兼作消防电梯。 3、消防救援窗可以采用易碎固定玻璃。 根据《商业建筑设计防火规范》第7.1.1条规定,大、 中型以上商业建筑的外墙三层以上应在每层设置灭火 救援窗(含阳台),其间隔不宜大于40米;每扇窗的 面积不应小于1.00平方米,且其净宽不应小于0.90米, 净高不应小于1.00米。窗口下沿距室内地坪不宜大于 1.20米。灭火救援窗外侧应有灭火救援专用标识。 之所以称作为灭火救援窗,因为不仅有缓降器可以逃生,还兼具灭火功能。有了灭火救援窗,消防人员可以直接 从窗口进入室内灭火救援。 将挂在墙壁上的逃生绳拉出,套在身上,让绳子卡在两 腋下,翻出救援窗,双手抓住绳子,脚登在墙壁上,从 2楼降落到地面用时不到30秒。 好的灭火救援窗在国家规定的基础上,还可加设一套应 急照明装置、一件灭火器材、一幅逃生标志、两个缓降 梯 4、建筑安全窗逃生救援系统的制作方法 【专利摘要】本发明涉及一种建筑安全窗逃生救援系统。本发明 提供了一种既包括可将窗户玻璃砸碎的工具,又包括逃生和报警

灭火机器人报告

灭火机器人设计 学院:自动化学院 班级:测控0802 智能0901 姓名:伊超(06082057)刘少龙(06094006)鱼志健(06082022)符璇(06082023) 梁瑞华(06082034) 指导老师:赵勇 2010年5月——2010年11月

目录 第一章引言 (1) 1.1课题背景 (1) 1.2实现功能 (1) 1.3模拟房子介绍 (1) 第二章系统整体方案设计 (2) 2.1系统硬件设计 (2) 2.2系统软件设计 (2) 第三章硬件设计 (3) 3.1电源管理模块 (3) 3.1.1稳压芯片LM7805CV (3) 3.1.2电源模块电路原理图 (3) 3.2电机驱动芯片L298N (4) 3.2.1 L298N的逻辑功能: (4) 3.2.2外形及封装: (4) 3.2.3 L298N电路原理图: (5) 3.3避障检测传感器HS0038 (5) 3.3.1 HS0038简介: (5) 3.3.2 HS0038特点: (5) 3.3.3 检测原理: (6)

3.3.4 HS0038与单片机连接原理图: (6) 3.4地面灰度检测传感器ST188 (6) 3.4.1 ST188特点: (6) 3.4.2 检测原理: (6) 3.4.3 应用范围: (7) 3.4.4 外形尺寸(单位mm): (7) 3.4.5 ST188原理图: (7) 3.5火焰传感器 (8) 3.5.1火焰传感器使用 (8) 第四章软件设计 (8) 4.1灭火机器人行进路线分析 (8) 4.2软件流程图 (10) 第五章调试记录及实验心得 (10) 5.1调试记录 (10) 5.2实验心得 (11) 参考文献 (13) 附录1: 程序清单 (14) 附录2: 灭火机器人实物图及灭火场地 (24)

消防灭火救援辅助指挥决策系统研究

消防灭火救援辅助指挥决策系统研究 摘要:随着近年来经济社会的日新月异、不断发展,现代火灾和其他类型的灾害事故呈现出立体化、复杂化、多样化趋势,面对新形势、新需求,新时期消防救援队伍须通过新方法来应对日益严峻的灾害事故,做到反应迅速、有效作战、安全处置,把各种损失降到最低限度。消防灭火救援辅助决策系统即是根据当下消防工作实际需求孕育而生的产物。本文对消防灭火救援辅助指挥决策系统进行分析,以供参考。 关键词:消防;灭火救援;系统研究 引言 近年来,我国社会快速发展,各类灾害事故呈现出复杂化、立体化、多样化的趋势和特点,消防救援队伍必须适应时代发展,采取新方法、新技术、新手段来应对各类灾害事故,提高救援成效,保护人民生命,减少灾害损失。在这样的背景下,就需要进一步研究消防灭火救援辅助指挥决策系统,不断提高消防灭火救援的科技化、智能化水平。 一、消防救援队伍应急救援能力提升的途径 (一)科学训练,合理布局人员及装备 各级消防部门都针对消防队伍建设出台了相关文件,指明了我国消防队伍在新时期应怎样促进其救援能力的提升,以及在建设消防队伍时如何做到保质而又保量。消防救援队伍应以已有的设施和培训内容为基础,根据自身实际情况,在确保自身优势的前提下提高队伍的整体救援水平。对消防员进行科学合理的训练,根据辖区面积和经济发展情况为相应地区配备合理的人员和车辆装备,让消防救援队伍能够在紧急情况下做到在最短时间赶赴现场并完成消防救援任务。 (二)建强专业力量,不断强化信息化建设 当前社会正处于信息化时代,所以就要求消防队伍也要实现救援工作的信息化,并将信息技术结合到救援工作中,让救援工作可以更加科学而又高效。首先,需要强化指挥中心队伍建设,能够利用相关信息技术快速收集信息、分析研判、辅助决策,并将相关信息发送给作战单位。其次,还应加快信息化建设的速度,以便在发生火灾时尽快了解起火部位、火灾现场情况和起火建筑物的具体构造,然后根据这些情况对火灾扑救做出正确的部署。在新的形势下,消防队伍的信息化建设是消防工作建设中的重中之重,而且信息技术在保证消防工作能够有效开展方面还有着得天独厚的优势。 (三)注重队伍间的协同作战 为了提高各支队伍面对灭火救援任务时的协同作战能力,可以通过使用信息技术进行队伍之间的信息互享,从而实现协同作战。对于信息的收集要严谨,只有这样才能保证共享信息的可靠性和准确性,才能保证各支队伍之间的协同救援工作可以顺利进行。在日常的训练中,也要进行联合作战训练和演练科目,以此增进队伍之间的作战默契。最后,在每次完成灭火救援任务后要积极总结经验,为更好的完成灭火救援任务打下坚实基础。 (四)加强对消防救援队伍的实战能力培训

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