EEPW论坛

作者：济宁学院 刘帅 贾旭 崔志冬

指导老师：巩永光 李鹏

作品简介：

　　在国家经济快速发展的背景下,卫生清扫问题仍需花费较高的代价，因此智能清洁车应运而生，目的在于代替人工，实现定时无人控制清扫，并实现消毒报警等多项功能。

　　智能清扫小车以四驱小车为基座，两侧置马达带动清洁毛刷，前置推斗盛放垃圾，外置遥控器显示屏可手动触摸设置需清扫区域，可定时清扫并实现清扫完毕后自动清除垃圾，后归位。火灾报警系统以火焰传感器，温度传感器，气体传感器为基础，在发现火情时立即将信息发送到控制端，显示器上立刻显示火灾地点，同时小车上的蜂鸣器以及警告灯报警提醒。

　　智能清扫小车可以对地面进行自动清洁，包括清扫，吸尘，紫外线消毒;对火灾进行及时发现，并且进行快速报警;对房间分区域设置定时打扫，按需打扫。智能地面清洁，实现自动启动，定时清洁，远距离智能遥控，可以在不用人操纵的情况下，按照设定的程序自动横向、纵向运动和转弯。可对空间实现分区域按需打扫。外加火灾智能报警发现火情，立刻火灾报警，包括向控制终端发送火灾报警，鸣声警告，灯光闪烁警告。

　　产业化后智能清扫小车可以运用到广场、商场等大型需要清洁的工作场地，实现自动清洁，实时火灾监控，对场地进行无人化清洁。亦可安置在商店、车站等繁忙地区不便于打扫的地区实现自动打扫卫生，实现消毒、清洁。智能清洁小车使用简单，节能环保，自动智能，实时方便，具有广阔的市场前景。

平台选型说明：

　　本作品主控芯片采用的是STC公司的IAP15F2K61S2单片机。IAP15F2K61S2单片机是全球第一款真正意义上的单片机，不需外部晶振，不需外部复位，使用方便，编程简单。

设计说明：

　　1清洁车设计

　　清洁车以自动清扫器，吸尘器为基础，在控制中心(车载单片机)控制下对地面进行清扫，电源用电源模块统一供电，清扫器由减速电机带动，通过清洁扫把对地面进行清扫，吸尘器由两个高速旋转的风扇带动，将尘土，粉尘吸入积尘盒中储存统一进行处理。

　　2 模块设计

　　2.1电源模块

　　清洁小车统一使用12V供电经过电压稳压器分别给单片机和各个模块供电，电压转换为5.0V或3.3V。采用的芯片为LM2575T-5.0，LM1117-3.0，稳压三极管，稳压二极管。

　　2.2 电机驱动模块

　　电机驱动模块采用L298N双H桥直流电机驱动芯片，输出稳定，驱动能力强，通过控制中心(车载单片机)的控制为清洁器的提供可靠稳定的驱动能力。

　　2.3无线传输模块

　　无线传输模块采用NRF905单片无线收发器，NRF905无线收发工作在433/868/915MHZ的ISM频段。由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体振荡器和一个调节器组成。

　　2.4 数字罗盘模块

　　数字罗盘模块采用HMC5883L芯片，HMC5883L采用霍尼韦尔各向异性磁阻(AMR)技术，HMC5883L包括最先进的高分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路包括放大器，自动消磁驱动器，偏差校准，能使罗盘精度控制在1-2度的12位模数转换器，简易的I2C 系列总线接口。

　　2.5 火焰传感模块

　　对火焰的探测距离，跟灵敏度和火焰强度有关，一般1m以内适用(以打火机火焰测试，半米内能够触发传感器)。探测角度60度左右，对火焰光谱特别灵敏 ，可以检测火焰或者波长在760纳米～1100纳米范围内的光源 。

　　2.6可燃气体检测模块

　　MQ-2/MQ-2S气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

　　2.7温度传感模块

　　DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

　　2.8 触摸显示模块

　　触摸显示模块采用的是北京迪文公司的DGUS屏，DGUS屏与单片机可以利用串口通讯，方便简单。

　　串口引脚接法说明：

      图7：显示屏通讯示意图

　　设计原理：开发原理概述：使用迪文DGUS配置软件将变量和需要实现的功能关联起来，然后通过控制端给该设置的变量赋值来实现对应的功能，或读取变量值来查看屏当前相关功能的状态。

　　3 系统调试与使用说明

　　通过控制中心客户端触摸显示屏的控制，完成下列控制：

　　1.分区域清洁，按动显示屏的显示的清扫区域，点击开始，小车自动运行到清扫区域，对清扫区域的垃圾进行清扫，完成后回到出发地点。

　　2.模拟火灾环境，小车立即向控制中心发出指令，显示火情位置。

　　3.手动控制，完成对地面的区域清洁。

　　4.台阶演示，清扫小车当检测到前方地面超过小车安全行驶高度时，自动倒车，反向行驶。

　　5.实时现况传送，清洁车上有全方位摄像头通过无线传输可以将现场实时现况传送给控制器，便于对其监控和维修。

　　本系统控制简单、方便，只要通过对显示屏上的按钮、显示区域点击就可以实现，操作方便快捷，稳定性，可实现性强，适合家庭，企业，学校，公园等多种场合的清洁。清洁方便快捷，智能环保，服务大众。

 此文档的相关视频来自：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13435