一种智能消防洒水车的设计简介
2014-07-09 08:41:07   来源:一种智能消防洒水车的设计简介   点击:

这种智能消防洒水车的设计是一整套城市智能洒水车模拟系统,它主要包括智能洒水车、自动加水系统以及监控台三大部分。具有自动加水、指定路段洒水车以及实时监控等功能。
    这种智能消防洒水车的设计是一整套城市智能洒水车模拟系统,它主要包括智能洒水车、自动加水系统以及监控台三大部分。具有自动加水、指定路段洒水车以及实时监控等功能。
    
    本设计以TI公司的MSP430F247单片机为中央控制核心。采用彩色CCD摄像头UM-800C采集图像以及识别路径、路标,光电开关检测洒水车的车速,水位开关检测洒水车的载水量,红外线接收管识别红绿灯,一个直流减速电机 为主要驱动力,三个水泵驱动洒水车的加水以及洒水,采用DSRC无线定位原理实时监控洒水车的行驶位置以及洒水车的状态。本设计改变了现有洒水系统的单一模式,大大提高了洒水的灵活性和实时性,适应性强、简单、方便、经济、可靠。
    
    这种智能消防洒水车的设计可提供以下方案:

    假设这种洒水车要完成一项任务,洒水车要解决的问题有道路识别、岔路口的识别、花池的识别、自动加水、喷洒路面、喷灌花池、车载水量检测、障碍物检测、红绿灯检测、洒水车状态的监控等。针对这些问题我们制定了以下的方案,并作较优方案的选择。

    1、处理器的选择方案与比较

    本系统所要实现的功能较多,最好采用可编程的器件才能易于实现。

    方案一:采用目前流行的可编程器件EDA技术实现本系统的功能。

    方案二:采用DSP处理器,DSP是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其实时运行速度可达每秒钟数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

    方案三:采用MSP430F247单片机实现,用程序流程来实现洒水车的各个功能。

    方案比较:虽然利用DSP比较容易实现各种传感器信号的采集和处理,但为了体现本次TI杯电子设计竞赛的精神,我们采用方案三,选择TI公司出品的MSP430系列16位超低功耗单片机MSP430F247,处理速度较快,并且成本低廉。采用msp430F247单片机作为控制器能够满足设计要求。并采用我们较为熟悉的C语言对程序进行缩写。

    2、路面监测方案与比较

    方案一:在模拟的城市道路上铺设引导线,采用光电传感器构成“线型检测阵列”,来寻引导线。这种方案简单可靠且经济。

    方案二:采用黑白摄像头作为寻线传感器,图像采集信息量大。

    方案比较:虽然采用光电传感器构成“线型检测阵列”的方案简单易行,但是单个线型检测阵列所有确定的引导线信息较少,在遭遇弯路与交叉路时,很难做到准确寻线。于是我们选择摄像头作为寻线传感器。一方面摄像头所能探测的赛道信息远多于“线型检测阵列”所能探测的信息,便于对控制算法进行优化;另一方面摄像头对其成像范围的调整十分灵活,可以提供足够远的预判距离识别道路,并能识别交叉路。

    3、洒水路段和花池的识别方案与比较

    方案一:在洒水路段的边沿以及花池的边沿做黑色字母标记,如:A、B、C、D等。当摄像头采集到所做的标记信息的时候,洒水车自动洒水或者自动给花池浇水,摄像头每20ms发送一帧信号,所以其稳定性较好。

    方案二:在洒水路段的边沿以及花池的边沿作红外线装置,当洒水车检测到红外时,洒水车自动洒水或者自动给花浇水,但红外线易受光线、热源的影响,所以其稳定性一般。

    方案三:在洒水路段的边沿以及花池的边沿放一块磁钢,在洒水车上安装霍尔传感器,当洒水车检测到磁钢的时候,洒水车自动洒水或者自动给花池浇水。由于洒水车受光线亮度的影响,小车行驶的路线有微小变动,所以其稳定性差。

    方案比较:根据任务要求,洒水路段可以设置,洒水车应该能够识别每个路段和每个花池,因此选择方案一比较合适。

    4、数据无线传输方案与比较

    方案一:采用FSK方式调制载波传输,发射电器采用变容二极管直接调频的西勒电路,可以获得较大频偏。接收电路采用低噪声高频品体管2SC763的共射极谐振放大电路,解调器采用摩托罗拉的单片继承窄带FM解调芯片MC361构成解调电路。这种传输方式传输路离比较远。缺点是抗干扰能力不是很高。

    方案二:采用红外无线传输,采用红外发射管发射和红外接收管接收,优点是误码率低,传输可靠,抗干扰能力高,由于红外无线传输为直线传输,具有信息的保密性,试用与进距离无障碍的无线数据传输。

    方案三:采用声表滤波器315MHZ高频无线传输,这种滤波器体积小,重量轻,中心频率可做的很高,相对带宽较宽,具有理想矩形系数的选频特征。采用ICRF002美国Micrel公司推出的单片集成电器,可完成接收及解调。

    方案比较:选用方案三,通过软件的编码解码,实现数据的无线传输。