DIY一个家庭灭火机器人，附软硬件的系统解决方案

　　1.2电源模块

　　采用直流电源，工作电压为20V，可提供40 A的稳定供电电流，是普通电池的lO倍。

　　1.3电机驱动模块

　　机器人在运动过程中需要改变速度和方向.要求电机的驱动器具有良好的电压调整特性。这里采用大功率MOS驱动器，在ll一25 V电压下。可提供20 A的额定电流。此驱动器采用双极性驱动。通过控制PWM的占空比实现电机调速，这样机器人实现动态环境下快速准确达到目标速度川。4路PW信号驱动4台大功率直流电机/控制轮子的转动方向。灭火风扇直流电机由控制器的伺服电机输出端口的信号驱动。

　　1.4其他模块

　　灭火模块主要包括微型电风扇和风扇直流电机。当机器人发现并趋近火源后。控制器启动风扇灭火。

　　为提高比赛成绩。采用声音启动模式，控制器的语音采集端口读取声音信号。当信号值大于某一值。

　　机器人启动。

　　二、软件设计

　　在软件设计上根据实际地图采用左手走规则，左手走规则是指机器人始终沿着左边的墙壁行走，一直走完全程。该规则要求机器人能实现沿着墙壁前进,在场地转弯处或是门口时，机器人能自动转过去;当前方有障碍物时,机器人能自动躲避。机器人按如下路线搜索火源：H→一号房间→二号房间→三号房间→四号房间在搜索到火源并灭火后，再按所设路线返回，在一、二号房间灭完火后按右手规则返回，在三、四号房子灭完火后按左手规则返回，这样设计的目的是为了节省时间。程序设计时，总体任务可划分成四个模块：启动模块、搜索火源模块、灭火模块、回家模块(流程图略)。启动模块,本模块主要是采用各种不同的方法。(如手动启动或声音启动)让机器人从标有H的白圈出发。

　　搜索火源模块，本模块主要是对每个房间按预定顺序进行搜索，当机器人到达某房间门口时，底部的灰度传感器搜索到门口白线的存在，如果此时火焰传感器检测到的亮度大于某一值(这一值由当时环境与火焰亮度的差值而设定)时，退出该房间继续搜索其余房间，否则，切换到灭火模块。灭火模块，此模块主要完成趋光、灭火等功能,当搜索到火源后即执行完搜索火源模块，机器人会趋向光强的方向(蜡烛)行走，当机器人底部的灰度传感器检测到蜡烛外围的白线时，机器人停止前进，打开风，吹灭蜡烛。回家模块，灭火成功后红外传感器检测到其亮度降到与外界差不多的时候,切换到回家模块。根据搜索火源模块检测到的地面白线次数W，判断机器人处于哪个房间，进而决定回家的方式。当W<=3时用右手定则回家,当W=4或等于5时用左手定则回家，当W为其他值时按右手定则回家。当进人白圈后,光敏传感器检测到地面灰度持续小于某一值超过一定时间则机器人停止。

　　三、系统调试

　　系统调试分模块调试和系统总调试两个阶段。首先,分别对四个模块进行检测与调试,期间也遇到很多问题,特别是对搜索火源模块的调试最为重要和繁琐;单个模块调试完毕后,需要根据场地具体情况进行系统总调试,在这个阶段主要是考虑如何在保证灭火成功的情况下缩短灭火所需的时间,以争取更好的成绩。