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一種智能消防灑水車的設計簡介

    這種智能消防灑水車的設計是一整套城市智能灑水車模擬系統，它主要包括智能灑水車、自動加水系統以及監控臺三大部分。具有自動加水、指定路段灑水車以及實時監控等功能。

    本設計以TI公司的MSP430F247單片機為****核心。采用彩色CCD攝像頭UM-800C采集圖像以及識別路徑、路標，光電開關檢測灑水車的車速，水位開關檢測灑水車的載水量，紅外線接收管識別紅綠燈，一個直流減速電機為主要驅動力，三個水泵驅動灑水車的加水以及灑水，采用DSRC無線定位原理實時監控灑水車的行駛位置以及灑水車的狀態。本設計改變了現有灑水系統的單一模式，大大提高了灑水的靈活性和實時性，適應性強、簡單、方便、經濟、可靠。

    這種智能消防灑水車的設計可提供以下方案：

    假設這種灑水車要完成一項任務，灑水車要解決的問題有道路識別、岔路口的識別、花池的識別、自動加水、噴灑路面、噴灌花池、車載水量檢測、障礙物檢測、紅綠燈檢測、灑水車狀態的監控等。針對這些問題我們制定了以下的方案，并作較優方案的選擇。

    1、處理器的選擇方案與比較

    本系統所要實現的功能較多，**采用可編程的器件才能易于實現。

    方案一：采用目前流行的可編程器件EDA技術實現本系統的功能。

    方案二：采用DSP處理器，DSP是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數字信號，再對數字信號進行修改、刪除、強化，并在其實時運行速度可達每秒鐘數以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數字化電子世界中日益重要的電腦芯片。

    方案三：采用MSP430F247單片機實現，用程序流程來實現灑水車的各個功能。

    方案比較：雖然利用DSP比較容易實現各種傳感器信號的采集和處理，但為了體現本次TI杯電子設計競賽的精神，我們采用方案三，選擇TI公司出品的MSP430系列16位超低功耗單片機MSP430F247，處理速度較快，并且成本低廉。采用msp430F247單片機作為**器能夠滿足設計要求。并采用我們較為熟悉的C語言對程序進行縮寫。

    2、路面監測方案與比較

    方案一：在模擬的城市道路上鋪設引導線，采用光電傳感器構成“線型檢測陣列”，來尋引導線。這種方案簡單可靠且經濟。

    方案二：采用黑白攝像頭作為尋線傳感器，圖像采集信息量大。

    方案比較：雖然采用光電傳感器構成“線型檢測陣列”的方案簡單易行，但是單個線型檢測陣列所有確定的引導線信息較少，在遭遇彎路與交叉路時，很難做到準確尋線。于是我們選擇攝像頭作為尋線傳感器。一方面攝像頭所能探測的賽道信息遠多于“線型檢測陣列”所能探測的信息，便于對**算法進行優化；另一方面攝像頭對其成像范圍的調整十分靈活，可以提供足夠遠的預判距離識別道路，并能識別交叉路。

    3、灑水路段和花池的識別方案與比較

    方案一：在灑水路段的邊沿以及花池的邊沿做黑色字母標記，如：A、B、C、D等。當攝像頭采集到所做的標記信息的時候，灑水車自動灑水或者自動給花池澆水，攝像頭每20ms發送一幀信號，所以其穩定性較好。

    方案二：在灑水路段的邊沿以及花池的邊沿作紅外線裝置，當灑水車檢測到紅外時，灑水車自動灑水或者自動給花澆水，但紅外線易受光線、熱源的影響，所以其穩定性一般。

    方案三：在灑水路段的邊沿以及花池的邊沿放一塊磁鋼，在灑水車上安裝霍爾傳感器，當灑水車檢測到磁鋼的時候，灑水車自動灑水或者自動給花池澆水。由于灑水車受光線亮度的影響，小車行駛的路線有微小變動，所以其穩定性差。

    方案比較：根據任務要求，灑水路段可以設置，灑水車應該能夠識別每個路段和每個花池，因此選擇方案一比較合適。

    4、數據無線傳輸方案與比較

    方案一：采用FSK方式調制載波傳輸，發射電器采用變容二極管直接調頻的西勒電路，可以獲得較大頻偏。接收電路采用低噪聲高頻品體管2SC763的共射極諧振放大電路，解調器采用摩托羅拉的單片繼承窄帶FM解調芯片MC361構成解調電路。這種傳輸方式傳輸路離比較遠。缺點是抗干擾能力不是很高。

    方案二：采用紅外無線傳輸，采用紅外發射管發射和紅外接收管接收，優點是誤碼率低，傳輸可靠，抗干擾能力高，由于紅外無線傳輸為直線傳輸，具有信息的保密性，試用與進距離無障礙的無線數據傳輸。

    方案三：采用聲表濾波器315MHZ高頻無線傳輸，這種濾波器體積小，重量輕，**頻率可做的很高，相對帶寬較寬，具有理想矩形系數的選頻特征。采用ICRF002美國Micrel公司推出的單片集成電器，可完成接收及解調。

    方案比較：選用方案三，通過軟件的編碼解碼，實現數據的無線傳輸。閱讀更多內容>>

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