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2.3.2 检测装置的选择 8
2.3.3 执行装置的选择 10
3 硬件电路分析设计 12
3.1 系统组成和控制主板设计 12
3.2 Arduino控制器 13
3.3 电源模块 14
3.4 电机驱动模块 16
3.5 传感器模块 16
3.5.1 火焰传感器 17
3.5.2 避障传感器 17
3.5.3 寻迹传感器 19
4 系统程序分析设计 21
4.1 功能模块设计 21
4.1.1 系统总体模块设计 21
4.1.2 灭火主模块设计 22
4.1.3 寻迹行走模块设计 23
4.1.4 避障行走模块设计 24
4.2 模块程序设计 25
4.2.1 系统主程序设计 25
4.2.2 灭火主程序设计 28
4.2.3 寻迹行走程序设计 29
4.3 按键输入与显示设计 31
4.3.1 按键模块 32
4.3.2 LCD显示模块 32
4.3.3 多级菜单显示 33
5 总结和展望 34
5.1 总结 34
5.2 展望 34
致 谢 36
参考文献 37
附 录 39
附录一：主程序 39
附录二：红外测距传感器的驱动和控制程序 42
附录三：小车的行进程序 53
1 绪 论
1.1 灭火机器人的产生背景
机器人是历史和科学技术发展到一定阶段的必然产物[1]。一方面，它是一门具有重大意义的科学技术，能有效地反应出一个国家科学技术的发展程度。另一方面，机器人的产生能帮助人类在认识世界和改造世界的能力上不断提升。科技进步推动着社会经济的不断发展，而机器人就是科技进步的高层次产物[2]。
机器人产生于第三次科技革命，其技术在此次革命中迅速发展成为一门新兴学科。机器人技术具有强大的活力，被广泛应用于各个生产和科技领域。随着一系列新兴科技的出现和不断发展，机器人的性能越来越稳定，功能也越来越强大。机器人一般有工业机器人和特种机器人两大类,工业机器人在很长时间内都是占主体地位，而特种机器人作为“新兴品种”，由于其被广泛地应用于各个领域也逐渐崭露头角，其中就包括灭火机器人。
灭火机器人应用的学科较多，属于当前机器人领域研究方向的重点。目前，灭火机器人越来越趋于实用化发展，应用愈加广泛。灭火机器人需要实现四个基本功能包括：寻迹行走、避开障碍、寻找火源、灭火救援等功能。灭火机器人经常需要进入恶劣环境中灭火救援，列如：高温浓烟、高辐射强度、高腐蚀程度等环境。
灭火机器人是特种机器人的一种，它可以作为特殊的消防设备，替代消防队员进入火灾现场，进行侦察火场、寻找火源、传出火场信息和灭火救援等任务，特别适用于危险级别较高或者消防人员不易进入火灾场地的情况。把灭火机器人广泛应用于消防领域，对消防部门扑灭恶性火灾的能力有着很大程度的提高，可以在很大程度上减少国家和公民的财产损失以及消防人员的伤亡数量。
由于我国经济的蓬勃发展和城市现代化程度的不断提高，火灾产生的因素不断增多，火灾的类型变得更加多样化，灭火救援的难度不断增加，火灾造成的经济损失和人员伤亡变得更为严重。当火灾发生，如果没有采取有效的方法、使用有效的装备及设施，消防人员将无法进行灭火救援任务。所以，开发和完善灭火机器人，将灭火机器人应用于我国消防部门迫在眉睫。