基于粒子群算法的滅火機(jī)器人改造.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)作為20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，自60年代初問世以來，經(jīng)歷40余年的發(fā)展已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。消防機(jī)器人屬于特種機(jī)器人范疇，它作為特種消防設(shè)備可以替代消防隊(duì)員接近火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施有效的滅火救援作業(yè)，對(duì)減少國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失和滅火救援人員的傷亡具有重要的作用。作為某種特定功能的滅火機(jī)器人應(yīng)該具備以下某項(xiàng)或幾項(xiàng)行走和自衛(wèi)功能:爬坡、登梯及障礙物跨越功能，耐溫和抗熱輻射功能，防雨功能，防爆、隔爆功能，防化學(xué)腐蝕功能，防電磁干擾功能，遙控功能等。

2、
　　 本課題以西安科技大學(xué)學(xué)科群的滅火機(jī)器人為平臺(tái)，對(duì)滅火機(jī)器人進(jìn)行硬件和軟件的改造升級(jí)，以ATmega128作為控制芯片，數(shù)傳電臺(tái)和PT2262/PT2272為無線傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)了無線通訊和自動(dòng)尋找火源的功能，使滅火機(jī)器人在人員安全保障和快速尋找火源方面進(jìn)行了升級(jí)改造。
　　 硬件方面，運(yùn)用ATmega128單片機(jī)為主核心控制芯片，設(shè)計(jì)了復(fù)位電路，JTAG下載電路，晶振電路等外圍控制電路，還包括PT2262/PT22

3、72無線傳輸芯片的外圍電路，使無線通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)解碼、功率放大和信號(hào)無線傳輸?shù)裙δ?。在自?dòng)尋找火源方面，本設(shè)計(jì)采用火焰?zhèn)鞲衅?，通過對(duì)火焰發(fā)出紅外線的采集，對(duì)采集到的紅外線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分為3個(gè)等級(jí)，實(shí)現(xiàn)火焰?zhèn)鞲衅鲗?duì)不同火情的采集和處理，通過無線模塊返回不同的火災(zāi)數(shù)據(jù)，不同的指示燈和聲音報(bào)警提示消防人員當(dāng)時(shí)火災(zāi)的嚴(yán)重情況。
　　 軟件方面，以ICCAVR為開發(fā)環(huán)境，C語(yǔ)言為編程語(yǔ)言，對(duì)無線通信進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，完成對(duì)火焰?zhèn)鞲衅鞑杉瘮?shù)

4、據(jù)的識(shí)別分類，實(shí)現(xiàn)火焰數(shù)據(jù)的無線采集分析。ICCAVR是一種符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言開發(fā)微控制器MCU程序的一個(gè)工具。在此開發(fā)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩線串行接口的TWI寄存器、通用同步和異步串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器的USART寄存器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的ADC寄存器的優(yōu)化設(shè)置，采用軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)了無線通信與自動(dòng)尋找火源的功能。
　　 此外，通過粒子群算法對(duì)氣體壓力和體積之間的相應(yīng)關(guān)系的分析，提出了一種滅火機(jī)器人尋找火源的新方法，通過與最小二乘算法的