毕业论文移动版

电子信息的飞速发展、我国经济的腾飞、国家政策的支持等众多因素为灭火机器人的诞生和发展奠定了坚实的基础。灭火机器人的出现是现实科技与需求综合作用的产物。它的出现能够预警消防信息并结合了多种消防手段，提高灭火效率，为消防人员提供可靠的灭火信息并协助消防员战士完成灭火或独立完成灭火，从而使火灾的损失降到最小，达到挽救人民群众生命财产的目的[1-2]。

然而因灭火机器人研发及应用的不完善性，目前的普及率较低。为了促进灭火机器人的发展以及探索未来应用型灭火机器人的优化性能优尔^文-论;文~网www.youerw.com，便出现了机器人灭火比赛。在此，本文以比赛用机器人为例来讨论灭火机器人硬件、软件、算法方案的制定和优化，从而实现快速找到火源，高效灭火，灭火回家等模拟场景动作[3]。

1. 灭火机器人的发展现状

我国机器人的研制工作始于20世纪70年代。随着其进一步的发展，国防机器人研制已演变成为一种推动着高新科技的发展项目。同时，各个地区中各种各样的灭火机器人开始出现，其中常见的是带有遥控的灭火机器人。随着研发的重心放在实用性更强的全自主灭火机器人的研发上，能够实时自主发现火情并完成灭火便成了各个高校企业争相研发的对象。同时为了促进全自主灭火机器人的发展，政府便促成了省级，国家级机器人比赛的产生，这为灭火机器人的发展与实现提供了发展的环境。

从历年有关机器人比赛的相关资料可以看出，大多数的参赛队伍选择51或SMT32系列单片机作为灭火机器人的主控制芯片，而且没有操作系统的支持[4]。虽然能满足机器人竞赛的需求，但是由于其芯片资源的限制，无法完成高精度，高复杂度，高标准的灭火需求[5]。而机器人灭火比赛的目的就是为了提高灭火水平，从而推动灭火机器人在现实生活中的应用。而此次要实现的灭火机器人正是基于ARM12芯片为核心，力求高精度，高可靠性，多功能性灭火机器人的实现[6]。

2. 国际赛制机器人灭火比赛规则

2.1 竞赛规则目的

由团队制作一个可以和计算机通信的机器人，使它在计算机编写的程序控制下能够自主的在一个类似房间的模型里运动。在比赛规则的限制下，能够以最快的速度找到代表失火处火源的一根蜡烛（如图1中标示的黄色区域，随机摆放），并将其熄灭。这样就模拟了现实中正常人处理火灾的过程，只不过在此来测试灭火机器人的灭火性能。比赛的目的一是通过比赛来不断的促进灭火机器人的硬件以及软件的快速发展，二是把灭火机器人作为一种提升学生掌握机器人技术和知识水平的一种工具[7]。如图1所示为房子平面结构和特征图。

  房子平面结构和特征图

3. 硬件系统设计

本文从基础硬件入手开始分析设计，从以嵌入式微处理控制器ARM12为核心控制系统、以光电测距传感器、地面灰度传感器、远红外火焰传感器组等主要模块分析设计尽可能达到机器人性能的最优化。力图构建一个多功能性、高扩展性的硬件设计系统[8]。灭火机器人的硬件由AS-MF8控制器、红外测距传感器（PSD)、灰度传感器、指南针、灭火装置、电机驱动模块、供电模块组成