一种智能消防车的控制电路的制作方法

本发明涉及一种控制电路，特别是涉及一种智能消防车的控制电路，属于控制电路技术领域。

背景技术：

消防车，又称为救火车，是指根据需要，设计制造成适宜消防队员乘用、装备各类消防器材或灭火剂，供消防部队用于灭火、辅助灭火或消防救援的车辆，包括中国在内的大部分国家消防部门也会将其用于其他紧急抢救用途，消防车可以运送消防员抵达灾害现场，并为其执行救灾任务提供多种工具。

现代消防车通常会配备钢梯、水枪、便携式灭火器、自持式呼吸器、防护服、破拆工具、急救工具等装备，部分的还会搭载水箱、水泵、泡沫灭火装置等大型灭火设备，多数地区的消防车外观为红色，但也有部分地区消防车外观为黄色，部分特种消防车亦是如此，消防车顶部通常设有警钟警笛、警灯和爆闪灯，常见的消防车种类包括水罐消防车、泡沫消防车、泵浦消防车、登高平台消防车、云梯消防车等。

目前我们经常听说消防人员受伤甚至牺牲的事件发生，为此市面上出现很多种类型的智能消防车来配合消防人员降低其受伤的风险，而市面上的智能消防车功能单一，现有的消防车一般都是通过人工进行现场火源位置的确定以及灭火操作控制，不能完全实现自动化操作，同时人工操作使得消防车反应迟钝，且对消防人员的保护不够全面，为此设计一种智能消防车的控制电路为更加全面多功能，智能的消防车提供硬件基础。

技术实现要素：

本发明的主要目的是为了提供一种智能消防车的控制电路，可以实现语音控制消防车操作，电路结构简单，且可以自主确定火源所在位置进行灭火操作。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种智能消防车的控制电路，包括单片机、语音识别模块、图像识别模块、电机驱动模块和电源模块，所述单片机通过导线连接语音识别模块，所述单片机的osc_in和osc_out接线端连接有第一晶振电路，所述单片机的reset接线端连接有复位电路，所述单片机的vref+和vdda接线端连接有模拟供电电路，所述单片机的jtms、jtck、jtdi、jtdo、jntrst接线端接jtag接口电路，所述单片机的pc14和pc15接有第二晶振电路，所述单片机的pb2和booto接线端接扩展件jp3，所述单片机的pa10和pa9接线端接数据接口j1，接口j1与语音识别模块相连，所述单片机的pa11、pa12、pb5接线端接数据接口j4，所述单片机的pa0和pa1分别接一组按钮控制电路，所述单片机的pf8、pf9接线端接信号指示电路，所述单片机的pa6和pa7接电机驱动模块，所述单片机的pa11和pa12外接图像处理模块，所述单片机的pe2和pe3接风机驱动模块，风机驱动模块外接风机，所述单片机、语音识别模块、图像识别模块和电机驱动模块、风机驱动模块皆接电源模块；

所述语音识别模块包括ld3320芯片，所述ld3320芯片的8、33、49、17和24皆接地，所述ld3320芯片的7、1和32接电源vcc，所述ld3320芯片的41、40接线端分别与单片机pc10、pc11接线端相连，所述ld3320芯片的26、25、接线端接接口po1的ld_micp、ld_micn、ld_spop、ld_spon接线端，接口p01的ld_micp、ld_micn分别与咪头相连，ld_spop、ld_spon接线端分别与音箱相连；

所述ld3320芯片的linl和linr接线端分别接电容c61以及电容c62的一端，所述电容c61和所述电容c62的另一端分别接接口po1的ld_linl、ld_linr的接线端，接口po1的ld_linl、ld_linr的接线端外接耳机；所述ld3320芯片的micp、micn接电容c41、c42的一端，所述电容c41、c42的另一端分别接接口po1的ld_micp、ld_micn的接线端，所述电容c41的另一端还接有电阻r41的一端，所述电阻r41的另一端接ld3320芯片的mbs接线端，所述电阻r41的另一端还接电容c43的一端以及有极电容c44的阳极，所述电容c43的另一端和所述有极电容c44的另一端接地，所述电容c42的另一端接电阻r42的一端，所述电阻r42的另一端接地；

所述语音识别模块用于获取语音信息，并将语音信息进行识别操作，识别成功后播放对应的mp3文件并同时给单片机发送语音控制指令；

所述单片机用于接收语音控制指令之后向图像识别模块发送图像获取指令；同时根据图像识别模块确定的火焰区域以及语音控制指令向风机驱动模块发送风机驱动指令；以及根据语音控制指令向电机驱动模块发送电机驱动指令；

所述图像识别模块用于根据单片机发送获取图像指令进行图像获取并对获取的图像识别火焰区域；

所述电机驱动模块用于根据单片机发送的电机驱动指令对电机进行驱动处理；

所述风机驱动模块用于根据单片机发送的风机驱动指令对风机进行控制实现灭火操作。本实施例中jtag模块用于对单片机进行烧录程序，jtag模块、模拟供电电路以及复位电路是现有电路。

优选的，所述风机驱动模块包括u3芯片,所述u3芯片的2、3接线端与所述单片机的pe2、pe3接线端连接，所述u3芯片的4接线端外接5v电源，所述u3芯片的1接线端接地并接电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端接u3芯片的7接线端，所述u3芯片的8和6接线端接风机，所述u3芯片的5接线端接电容c5的一端和有极电容e3的正极，所述电容c5的另一端接地，所述有极电容e5的负极接地，所述有极电容e5的正极还外接12v电源。

优选的，所述ld3320芯片的43、47、48分别通过上位电阻r21、r22、r23连接电源vcc，所述ld3320芯片的31接线端接有源晶振器x1的3接线端，所述有源晶振器x1的2接线端接地，所述有源晶振器x1的4接线端接电源vcc且4接线端还接有电容c10的一端，所述电容c10的另一端接地，所述ld3320芯片的19和23接线端接电容c35、c36和电感器l31的一端，所述电容c15和电容c36的另一端接地，所述电感器l31的另一端接电源vcc和电容c37的一端，所述电容c37的另一端接地。

优选的，所述ld3320芯片的29接线端接发光二极管d1的阴极，所述发光二极管d1的阳极接电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端接电源vcc，所述ld3320芯片的vref接线端接有极电容c33的阳极和电容c34的一端，所述有极电容c33的阴极和电容c34的另一端接地，所述ld3320芯片的eq1接线端接电容c31的一端，所述电容c31的另一端接电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端接电阻r32的一端和电容c32的一端，所述电容c32的另一端以及电阻r32的另一端与所述ld3320芯片的22接线端连接，所述电阻r31的另一端接所述ld3320芯片的21接线端。

优选的，所述电机驱动模块包括a4950芯片,所述a4950芯片的2、3接线端与所述单片机的pa6、pa7接线端连接，所述a4950芯片的4接线端外接5v电源，所述a4950芯片的1接线端接地并接电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端接a4950芯片的7接线端，所述a4950芯片的8和6接线端接电机，所述a4950芯片的5接线端接电容c2的一端和有极电容e1的正极，所述电容c2的另一端接地，所述有极电容e1的负极接地，所述有极电容e1的正极还外接12v电源。

优选的，所述电源模块包括lm256s稳压模块和ams1117-3.3模块，所述lm256s稳压模块外接12v电源，且该12电源还接入至a4950芯片的5接线端，所述lm256s稳压模块的1接线端接12v电源，所述lm256s稳压模块的2接线端接地，所述lm256s稳压模块4接线端输出5v电源，所述lm256s稳压模块的3接线端接地，所述ams1117-3.3模块的1接线端接5v电源，所述ams1117-3.3模块的2接线端接地，所述ams1117-3.3模块的4接线端输出3.3v电源，所述ams1117-3.3模块的3接线端接地。

优选的，所述lm256s稳压模块输出的5v电源给所述单片机、电机驱动模块、图像识别模块和语音模块提供电源，所述ams1117-3.3模块3.3v电源也为语音模块提供电源。

本发明的有益技术效果：

本发明提供的一种智能消防车的控制电路，智能车控制上加入了图像识别模块与语音控制模块，达到了给智能车加上了视觉与听觉的效果，通过语音控制指令驱动图像识别模块获取火源所在位置，然后控制电机以及风机运动，实现灭火操作，可以实现远程监控火灾现场、并实时指挥灭火小车应对灾情的功能，相对于远程遥控，我们这款系统能只需向智能灭火小车下达命令即可，无需实时操控，也无需实现确定火源所在位置，自主确定火源所在位置，操作方便，且采用单片机与语音模块以及图像处理模块相连，语音识别模块与咪头以及耳机之间都设置有电容进行滤波处理，增大语音输入以及输出的可靠性，电路结构简单，大大提高了可靠性，在未来消防员的高危职业将会被机器人取代，大大减少消防员的牺牲。

附图说明

图1为按照本发明的一种智能消防车的控制电路的一优选实施例的主控电路图。

图2为按照本发明的一种智能消防车的控制电路的一优选实施例的风机驱动模块电路图。

图3为按照本发明的一种智能消防车的控制电路的一优选实施例的j1和j4接口电路图。

图4为按照本发明的一种智能消防车的控制电路的一优选实施例的语音模块电路图。

图5为按照本发明的一种智能消防车的控制电路的一优选实施例的电机驱动模块电路图。

图6为按照本发明的一种智能消防车的控制电路的一优选实施例的电源模块电路图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图6所示，本实施例提供的一种智能消防车的控制电路，

包括单片机、语音识别模块、图像识别模块、电机驱动模块和电源模块，所述单片机通过导线连接语音识别模块，所述单片机的osc_in和osc_out接线端连接有第一晶振电路，所述单片机的reset接线端连接有复位电路，所述单片机的vref+和vdda接线端连接有模拟供电电路，所述单片机的jtms、jtck、jtdi、jtdo、jntrst接线端接jtag接口电路，所述单片机的pc14和pc15接有第二晶振电路，所述单片机的pb2和booto接线端接扩展件jp3，所述单片机的pa10和pa9接线端接数据接口j1，接口j1与语音识别模块相连，所述单片机的pa11、pa12、pb5接线端接数据接口j4，所述单片机的pa0和pa1分别接一组按钮控制电路，所述单片机的pf8、pf9接线端接信号指示电路，所述单片机的pa6和pa7接电机驱动模块，所述单片机的pa11和pa12外接图像处理模块，所述单片机的pe2和pe3接风机驱动模块，风机驱动模块外接风机，所述单片机、语音识别模块、图像识别模块和电机驱动模块、风机驱动模块皆接电源模块；本实施例中，单片机采用stm32f103zet6型号。

语音识别模块包括ld3320芯片，所述ld3320芯片的8、33、49、17和24皆接地，所述ld3320芯片的7、1和32接电源vcc，所述ld3320芯片的41、40接线端分别与单片机pc10、pc11接线端相连，所述ld3320芯片的26、25、接线端接接口po1的ld_micp、ld_micn、ld_spop、ld_spon接线端，接口p01的ld_micp、ld_micn分别与咪头相连，ld_spop、ld_spon接线端分别与音箱相连；

所述ld3320芯片的linl和linr接线端分别接电容c61以及电容c62的一端，所述电容c61和所述电容c62的另一端分别接接口po1的ld_linl、ld_linr的接线端，接口po1的ld_linl、ld_linr的接线端外接耳机；所述ld3320芯片的micp、micn接电容c41、c42的一端，所述电容c41、c42的另一端分别接接口po1的ld_micp、ld_micn的接线端，所述电容c41的另一端还接有电阻r41的一端，所述电阻r41的另一端接ld3320芯片的mbs接线端，所述电阻r41的另一端还接电容c43的一端以及有极电容c44的阳极，所述电容c43的另一端和所述有极电容c44的另一端接地，所述电容c42的另一端接电阻r42的一端，所述电阻r42的另一端接地；

语音识别模块用于获取语音信息，并将语音信息进行识别操作，识别成功后播放对应的mp3文件并同时给单片机发送语音控制指令；

所述单片机用于接收语音控制指令之后向图像识别模块发送图像获取指令；同时根据图像识别模块确定的火焰区域以及语音控制指令向风机驱动模块发送风机驱动指令；以及根据语音控制指令向电机驱动模块发送电机驱动指令；

所述图像识别模块用于根据单片机发送获取图像指令进行图像获取并对获取的图像识别火焰区域；

所述电机驱动模块用于根据单片机发送的电机驱动指令对电机进行驱动处理；

所述风机驱动模块用于根据单片机发送的风机驱动指令对风机进行控制实现灭火操作。

以上电路，单片机通过第一晶振电路和第二晶振电路提供时钟信号，然后复位电路进行复位，然后通过模拟供电电路提供3.3v电压，语音识别模块通过接口j1连接单片机，图像处理模块通过pa11和pa12与单片机相连，语音识别模块的咪头接收到语音信息之后通过p01输入到ld3220芯片内进行识别，识别之后通过接口p01发送给喇叭以及耳机进行播放，同时通过接线端与单片机相连输入相应的语音信号，然后单片机输出图像获取指令给图像识别模块，在识别到对应的火焰位置发送电机控制指令以及风机控制指令给单片机控制风机以及电机处理；本实施例中图像识别模块采用openmv摄像头。

所述风机驱动模块包括u3芯片,所述u3芯片的2、3接线端与所述单片机的pe2、pe3接线端连接，所述u3芯片的4接线端外接5v电源，所述u3芯片的1接线端接地并接电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端接u3芯片的7接线端，所述u3芯片的8和6接线端接风机，所述u3芯片的5接线端接电容c5的一端和有极电容e3的正极，所述电容c5的另一端接地，所述有极电容e5的负极接地，所述有极电容e5的正极还外接12v电源。本实施例中u3芯片采用a4950型号。

风机驱动模块的2和3接线端接收到单片机发送的风机控制指令，经过u3芯片处理后通过6和8接线端输出控制指令信号给风机进行操作，5接线端通过电容c5和e3对输入的5v电源进行滤波处理。

本实施例中，所述ld3320芯片的43、47、48分别通过上位电阻r21、r22、r23连接电源vcc，所述ld3320芯片的31接线端接有源晶振器x1的3接线端，所述有源晶振器x1的2接线端接地，所述有源晶振器x1的4接线端接电源vcc且4接线端还接有电容c10的一端，所述电容c10的另一端接地，所述ld3320芯片的19和23接线端接电容c35、c36和电感器l31的一端，所述电容c15和电容c36的另一端接地，所述电感器l31的另一端接电源vcc和电容c37的一端，所述电容c37的另一端接地。

以上，有源晶振器x1给ld3320芯片提供时钟信号，然后芯片19和23接线端外接输入电压，输入电压是通过vcc经过电容以及电感进行滤波处理之后输入的，确保输入电压的准确，

所述ld3320芯片的29接线端接发光二极管d1的阴极，所述发光二极管d1的阳极接电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端接电源vcc，所述ld3320芯片的vref接线端接有极电容c33的阳极和电容c34的一端，所述有极电容c33的阴极和电容c34的另一端接地，所述ld3320芯片的eq1接线端接电容c31的一端，所述电容c31的另一端接电阻r31的一端，所述电阻r31的另一端接电阻r32的一端和电容c32的一端，所述电容c32的另一端以及电阻r32的另一端与所述ld3320芯片的22接线端连接，所述电阻r31的另一端接所述ld3320芯片的21接线端。

本实施例中，所述电机驱动模块包括a4950芯片,所述a4950芯片的2、3接线端与所述单片机的pa6、pa7接线端连接，所述a4950芯片的4接线端外接5v电源，所述a4950芯片的1接线端接地并接电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端接a4950芯片的7接线端，所述a4950芯片的8和6接线端接电机，所述a4950芯片的5接线端接电容c2的一端和有极电容e1的正极，所述电容c2的另一端接地，所述有极电容e1的负极接地，所述有极电容e1的正极还外接12v电源。

以上，电机驱动模块的2和3接线端接收到单片机发送的电机控制指令，经过a4950芯片处理后通过6和8接线端输出控制指令信号给电机进行停机、调速等操作，5接线端通过电容c2和e1对输入的5v电源进行滤波处理。

本实施中，所述电源模块包括lm256s稳压模块和ams1117-3.3模块，所述lm256s稳压模块外接12v电源，且该12电源还接入至a4950芯片的5接线端，所述lm256s稳压模块的1接线端接12v电源，所述lm256s稳压模块的2接线端接地，所述lm256s稳压模块4接线端输出5v电源，所述lm256s稳压模块的3接线端接地，所述ams1117-3.3模块的1接线端接5v电源，所述ams1117-3.3模块的2接线端接地，所述ams1117-3.3模块的4接线端输出3.3v电源，所述ams1117-3.3模块的3接线端接地。

以上，通过稳压模块将输入的12v转换为5v输出，然后通过ams1117-3.3模块将输入的5v电压转换为3.3v输出。

本实施例，所述lm256s稳压模块输出的5v电源给所述单片机、电机驱动模块、图像识别模块和语音模块提供电源，所述ams1117-3.3模块3.3v电源也为语音模块提供电源。

本发明对应的控制方法为：步骤1：获取语音信号并识别语音信号；

步骤2：识别成功后播放对应的mp3文件并同时向主控发送控制指令；

步骤3：判断控制指令，若控制指令为灭火指令，则主控接收控制指令同时向openmv发送检测指令；

步骤4：开启openmv搜索符合火焰像素阈值的火焰；确定火焰所在的位置并控制消防车朝向火焰所在位置进行移动；

步骤5：在消防车移动过程中，当openmv视野内的火焰像素达到第一阈值开启高速风扇灭火；完成灭火操作；若openmv视野内的火焰像素小于第二阈值则进行停车处理。

使用航模锂电池提供12.6v的电压，由稳压模块lm2596s将电压由12.6v转为5v为主控、语音识别模块与图像识别模块使用，再由稳压模块ams1117-3-3将电压5v转为3.3v，为语音模块提供工作电压。

综上所述，智能车控制上加入了图像识别模块与语音控制模块，达到了给智能车加上了视觉与听觉的效果，通过语音控制指令驱动图像识别模块获取火源所在位置，然后控制电机以及风机运动，实现灭火操作，可以实现远程监控火灾现场、并实时指挥灭火小车应对灾情的功能，相对于远程遥控，我们这款系统能只需向智能灭火小车下达命令即可，无需实时操控，也无需实现确定火源所在位置，自主确定火源所在位置，操作方便，且采用单片机与语音模块以及图像处理模块相连，语音识别模块与咪头以及耳机之间都设置有电容进行滤波处理，增大语音输入以及输出的可靠性，电路结构简单，大大提高了可靠性，在未来消防员的高危职业将会被机器人取代，大大减少消防员的牺牲。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。