基于STM32的智能消防小车开题报告
2022-01-13 09:01
全文总字数：5830字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
火的使用强有力地推动了人类社会的进步，人类在使用火的过程中不断积累经验，其中就包括灭火的经验。随着火的应用越来越广泛，不正确使用火的案例也愈来愈多，火灾也频频发生，消防逐渐称为人类社会和自然环境的一难题。到了第二次科技革命，电力的广泛利用是火灾发生可能性进一步扩大，人们投入了大量的人力资源和物力资源到消防工程中，但是随着信息时代的到来，如此大量的人力资源投入明显是不行的，消防工作的方式应该向自动化转型，而且在重点消防单位，大多存在许多易燃易爆物品，不适合人们长期驻留，因此消防智能小车应运而生。可以做到发现火源，自动循迹，自动避障，自动灭火，并且在无法控制火源时立即发出拨打119火警。将火灾的势头扼杀在零星之火。大大节省了社会的资源，也广受世界各地的工程师的喜好，目前这项技术发展得参差不齐，核心技术也是难点技术时火源得探测以及自动循迹。随着信息时代的到来，微型计算机技术，自动控制技术，智能ai等高薪技术得到了飞速的发展，消防智能小车的技术得到飞速发展，尤其是国外，起步早，技术可靠一直领先我国。我国政府面对这一项难题，也是加大了在只能消防中的投入，此外，还鼓励学者和科研人员从事智能消防的理论和薪技术研究中，并且为他们创造了良好的科研环境。目前我国货火源探测技术大部分还停留在使用单一传感器进行数据采集，算法较落后，精度不高，经常出现误报已经漏报的情形。国内外研究现状
火灾是一种伴随着光、烟、温升、辐射和气体浓度变化的综合现象，需要利用各种火灾传感器检测和捕捉这些信息[1]。传统的火灾警报技术是利用传感器采集的数据进行分析，综合评定是否发生了火灾，但是由于环境的影响，算法的落后以及传感器精度的问题，经常会出现漏报或者误报的情况[2]。基于探测物质的不同，主要有火焰、感温、气体、感烟探测器，这些探测器实时检测零星火源不同阶段的燃烧产物，但都是仅对某种单一的物理量进行探测[3]，精确度较低，易受环境影响，极易产生误报及漏报现象.常用的火灾探测系统的识别率一般为80%~83%[4-5]目前主要的几种火灾探测技术包括红外光束[6],吸气式[7],图像视频技术[8]，但是由于这些技术结构复杂而且性价比低，不灵活的缺点，不被国外的学者采用，代替他们的有英国的thomas h, mcavoy把概率学应用到活在检测中，较好地解决了传感器精度较低地问题，对零星火源能够迅速响应[9]。缺点是他使用了单一的传感器，难以避免干扰的影响，对单一的传感器探测系统来说，会出现误报地问题。因此越来越多的学者使用两种以上的不同类型探测器同步进行探测。chenjing阐述了燃烧物与火灾报警过程中的理化特性之间的关系，并提出了基于贝叶斯网络的火灾预警模型[10]。但贝叶斯网络训练过程复杂，需要的数据多。wanghairong提出基于rbf的分布式神经网络火灾预警模型，同时利用遗传算法来优化 rbf网络模型，提高预警模型的适应性和可行性[11]，
火焰探测器的算法是探测器的核心，识别算法的优劣决定着探测器的灵敏度、准确度，目前国内外的火焰探测识别算法，主要有连续的时间值法[12]、域均值法[13]、时域均值法[14]、信号的平均功率识别法、信号间的能量县官分析法、闪烁频率分析法和基于模糊神经网络的识别算法等[15-18]。
2.自动避障的国内外研究现状
2. 研究的基本内容
课题的研究内容为l利用单片机作为主控制器，火焰传感器检测到零星火源后将其位置信息传入单片机，单片机驱动电机模块，使小车向火源进发，过程中超声波模块实时监测小车与周围障碍物的距离，让小车快速到达火源处进行灭火。
主要工作包括：
第一，根据文献资料了解国内外火源监测、自动避障、循迹以及各种测距的研究现状，了解蓝牙收发的原理。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
本课题实行方案为系统以微控制器stm32f103为核心，外围电路由超声波发射模块、超声波接收模块、自动循迹模块、电机驱动模块、外红接收模块、自动避障模块部分组成，
课题研究的难点为火焰传感器无法精确定位、如何检测四周的障碍物以及电机的转速达不到期望值。单一火焰传感器检测的角度有限且无法确定火焰位置，因此使用五个火焰传感器组成传感器阵列，达到大范围，高精度的效果，准确确定火源的位置，防止出现漏报的情况。
4. 参考文献
[1] 马宪民 , 张德凤 .火灾探测信息融合的一种新型实现方法 [ j] .仪器仪表学报 , 2006, 27(z3):6342191.
[2] 郭新华 , 蒋艳 , 曹建霞 .基于arm9的火灾图像报警监控系统设计 [ j] .计算机应用 , 2007, 27(z2):289 -290.
[3] 夏焕雄，孙树文，姚益武等．多传感器器概率综合的火灾报警器设计与实现[j]．计算机测量与控制，2011:370-372.
