摘要：設計了一種簡單的基于單片機的智能救援機器人小車，設計簡單，易于實現(xiàn)，通過現(xiàn)場演示，我們的設計取得了不錯的結果。
關鍵詞：單片機；智能救援；機器人小車

0 引言
近幾年地震災害頻頻發(fā)生，危害較大的是2008年我國的汶川大地震和今年的日本大地震，期間全世界不知又有多少危害較小的地震，這些地震帶給人們的是慘痛的傷亡和巨大的經濟損失。我們不能夠阻擋地震事件的發(fā)生，但我們能做的還有很多，其中對傷員的救援就是一項重要的工作。
當然，災后環(huán)境錯綜復雜，這對救援工具的要求是一種挑戰(zhàn)，同時對災后生命的探測也是一個很重要的問題?；谶@兩點，我們設計了一種簡易的智能救援機器人小車，通過現(xiàn)場演示，取得了不錯的效果。

1 智能小車總體框架
總體框架可以分為三大部分：環(huán)境圖像采集部分、電機驅動部分和中央數(shù)據(jù)處理部分，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 控制模塊
智能救援小車最重要的部件，也就是它的大腦--中央處理系統(tǒng)。它不僅負責將環(huán)境圖像采集部分送來的圖像數(shù)據(jù)進行處理，還要將這些信息轉化成為電機的驅動控制信號，使整車按照預定的規(guī)則前行，同時還要對其他一些輔助設備進行控制。這些一般單片機都可以實現(xiàn)，而對于行駛在錯綜復雜環(huán)境當中的救援小車來說，有一點很重要，那就是對外界的抗干擾能力要強，于是我們選擇Microchip公司的8位微控制器PIC。該控制器除了剛才說的抗干擾能力強之外，還具有速度快、移植性好等優(yōu)點。

3 電源模塊
救援小車整體采用可充電蓄電池供電。由于微控制器、攝像頭以及電機的工作電壓是不同的，我們準備了兩套解決方案：一是使用模擬電路進行穩(wěn)壓；二是使用專門的集成穩(wěn)壓芯片。通過實際操作以及比較，最終選擇了第二種方案。其主要優(yōu)點是：a．外圍電路簡單，只需簡單的濾波即可；b．可提供穩(wěn)定的輸出電壓；c．制作簡單、成本低。供電系統(tǒng)框圖如圖2所示。

由于攝像頭需要一個9～12V的電壓才能正常工作，而充電電池的電壓只有6～7．2V。所以DC-DC升壓電路便成為必需。DC-DC電壓變換采用MC34063A集成電路，該器件內部集成了溫度補償器、比較器、動態(tài)電流帶限占空比可控的振蕩器和一個高電流輸出驅動器。

4 電機驅動模塊
驅動機器人行走的兩個電機需要不同的轉速來實現(xiàn)轉彎。選用的驅動芯片為L293D，它包含4個輸出通道，最大輸出峰值電流為12A，能同時驅動兩個直流電機工作；其信號輸入端和使能端接收到來自單片機的信號，控制電機的通斷以及正、反轉，還可以通過向使能端輸入不
同占空比的方波信號來調整電機轉速(PWM方式)。如圖3所示，IN端口接控制信號，OUT端口接電機的兩端，EN端口接使能信號。一組IN端口輸入為高／低或低／高電平時，能實現(xiàn)電機的正／反轉。一組IN端口輸入均為高或低電平時，電機將停轉。EN使能端為高電平時，相應端口輸入信號有效；反之，則輸入信號無效。在EN端輸入PWM波，通過調整PWM波的占空比，即可實現(xiàn)電機的無級調速。

5 越障部分
越障無疑是這款智能救援機器人的突出特色。傳統(tǒng)的救援機器人把重點都放在了如何救援，而忽略了路途的險惡，致使救援機器人有去無回。我們充分認識到這一點，在越障部分做了相當大的改進。三個車輪通過齒輪嚙合組成一個大的車輪，當超聲波模塊檢測障礙物時，整個大的車輪翻轉，使其順利越過障礙物，到達目的地，如圖4所示。

6 現(xiàn)場采集部分
救援現(xiàn)場環(huán)境復雜，存在許多潛在危險，救援人員恐難進入，但救援人員又必須準確掌握現(xiàn)場的環(huán)境，為救援工作創(chuàng)造有利的條件。通過高清攝像頭很好地解決了上述問題。為了實現(xiàn)多方位拍攝現(xiàn)場畫面，使用舵機來控制它的旋轉角度，減速電機控制它的升降。然后，畫面通過無線視頻傳輸模塊發(fā)送到上位機界面上，以供救援人員參考。

7 生命探測模塊
生命探測模塊也是救援機器人不可或缺的部分，因為要想救援傷員，首先需要探測傷員的位置，這就需要生命探測模塊了。
BISS0001是一款高性能的傳感信號處理集成電路。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構成被動式的熱釋電紅外傳感器。原理圖如圖5所示。

8 結論
基于單片機，我們設計了一種簡易機器人救援小車，通過現(xiàn)演示說明，我們的設計具有一定的價值和實用性。