這種智能消防灑水車的設(shè)計(jì)是一整套城市智能灑水車模擬系統(tǒng)，它主要包括智能灑水車、自動(dòng)加水系統(tǒng)以及監(jiān)控臺(tái)三大部分。具有自動(dòng)加水、指定路段灑水車以及實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。
本設(shè)計(jì)以TI公司的MSP430F247單片機(jī)為****核心。采用彩色CCD攝像頭UM-800C采集圖像以及識(shí)別路徑、路標(biāo)，光電開關(guān)檢測(cè)灑水車的車速，水位開關(guān)檢測(cè)灑水車的載水量，紅外線接收管識(shí)別紅綠燈，一個(gè)直流減速電機(jī) 為主要驅(qū)動(dòng)力，三個(gè)水泵驅(qū)動(dòng)灑水車的加水以及灑水，采用DSRC無線定位原理實(shí)時(shí)監(jiān)控灑水車的行駛位置以及灑水車的狀態(tài)。本設(shè)計(jì)改變了現(xiàn)有灑水系統(tǒng)的單一模式，大大提高了灑水的靈活性和實(shí)時(shí)性，適應(yīng)性強(qiáng)、簡單、方便、經(jīng)濟(jì)、可靠。
這種智能消防灑水車的設(shè)計(jì)可提供以下方案：
假設(shè)這種灑水車要完成一項(xiàng)任務(wù)，灑水車要解決的問題有道路識(shí)別、岔路口的識(shí)別、花池的識(shí)別、自動(dòng)加水、噴灑路面、噴灌花池、車載水量檢測(cè)、障礙物檢測(cè)、紅綠燈檢測(cè)、灑水車狀態(tài)的監(jiān)控等。針對(duì)這些問題我們制定了以下的方案，并作較優(yōu)方案的選擇。
1、處理器的選擇方案與比較
本系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能較多，**采用可編程的器件才能易于實(shí)現(xiàn)。
方案一：采用目前流行的可編程器件EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能。
方案二：采用DSP處理器，DSP是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒鐘數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)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(jī)實(shí)現(xiàn)，用程序流程來實(shí)現(xiàn)灑水車的各個(gè)功能。
方案比較：雖然利用DSP比較容易實(shí)現(xiàn)各種傳感器信號(hào)的采集和處理，但為了體現(xiàn)本次TI杯電子設(shè)計(jì)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(jī)MSP430F247，處理速度較快，并且成本低廉。采用msp430F247單片機(jī)作為**器能夠滿足設(shè)計(jì)要求。并采用我們較為熟悉的C語言對(duì)程序進(jìn)行縮寫。
2、路面監(jiān)測(cè)方案與比較
方案一：在模擬的城市道路上鋪設(shè)引導(dǎo)線，采用光電傳感器構(gòu)成“線型檢測(cè)陣列”，來尋引導(dǎo)線。這種方案簡單可靠且經(jīng)濟(jì)。
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(gòu)成“線型檢測(cè)陣列”的方案簡單易行，但是單個(gè)線型檢測(cè)陣列所有確定的引導(dǎo)線信息較少，在遭遇彎路與交叉路時(shí)，很難做到準(zhǔn)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(cè)的賽道信息遠(yuǎn)多于“線型檢測(cè)陣列”所能探測(cè)的信息，便于對(duì)**算法進(jìn)行優(yōu)化；另一方面攝像頭對(duì)其成像范圍的調(diào)整十分靈活，可以提供足夠遠(yuǎn)的預(yù)判距離識(shí)別道路，并能識(shí)別交叉路。
3、灑水路段和花池的識(shí)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(biāo)記，如：A、B、C、D等。當(dāng)攝像頭采集到所做的標(biāo)記信息的時(shí)候，灑水車自動(dòng)灑水或者自動(dòng)給花池澆水，攝像頭每20ms發(fā)送一幀信號(hào)，所以其穩(wěn)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(dāng)灑水車檢測(cè)到紅外時(shí)，灑水車自動(dòng)灑水或者自動(dòng)給花澆水，但紅外線易受光線、熱源的影響，所以其穩(wěn)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(dāng)灑水車檢測(cè)到磁鋼的時(shí)候，灑水車自動(dòng)灑水或者自動(dòng)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(dòng)，所以其穩(wěn)定性差。
方案比較：根據(jù)任務(wù)要求，灑水路段可以設(shè)置，灑水車應(yīng)該能夠識(shí)別每個(gè)路段和每個(gè)花池，因此選擇方案一比較合適。
4、數(shù)據(jù)無線傳輸方案與比較
方案一：采用FSK方式調(diào)制載波傳輸，發(fā)射電器采用變?nèi)荻O管直接調(diào)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(diào)器采用摩托羅拉的單片繼承窄帶FM解調(diào)芯片MC361構(gòu)成解調(diào)電路。這種傳輸方式傳輸路離比較遠(yuǎn)。缺點(diǎn)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(fā)射管發(fā)射和紅外接收管接收，優(yōu)點(diǎn)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(jìn)距離無障礙的無線數(shù)據(jù)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(duì)帶寬較寬，具有理想矩形系數(shù)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(diào)。
方案比較：選用方案三，通過軟件的編碼解碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。
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