李洪微 李沐尧 庄棋婷 刘霞

摘要： 本文介绍了一套具有智能化、网络化、自动化的智能巡逻车演示系统。智能巡逻车在模拟执勤过程中，一旦发现灾情或人员伤情信息，运用无线传感网络进行调度，派出救助距离最近的相应应急车辆进行救援。实践证明，具有一定的实用价值。

Abstract： This paper introduces a set of intelligent， networking， automation intelligent patrol system demonstration. Smart car on the simulation process， once found that disaster or personnel injury information， using wireless sensor network scheduling， recently sent rescue distance corresponding emergency vehicles. Practice has proved that has a certain practical value.

关键词： 智能巡逻车；无线传感网络；单片机控制系统；循迹小车

Key words： intelligent patrol car；wireless sensor network；single-chip microcomputer control system；tracking vehicle

中图分类号：TN915.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）16-0157-02

0 引言

随着社会的发展、科技的进步，工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。生活和工作中有许多难题可以应用智能化解决，比如工作现场环境恶劣、人力资源不足或者人工不能完成的任务如物料运输和灭火救援等。自然灾害和社会灾害是十分普遍的，而现今能做的只是简单的预防，在问题发生后能否快速地发现问题并及时地解决问题成为了我们目前阶段的关注点。为了进一步提高高危环境下的救援效率，笔者将介绍一个基于无线传感网络设计的多功能车组，能通过小车循迹发现问题并启动相关解决问题的方案，实现远距离监控并传输信息，达到大幅度提升救援效率、减少人与财务的损失、保障社会和谐的目的。

1 无线传感网络研究现状

无线传感网络是新一代的传感网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远的影响。无线传感网络具有无需固定设备支撑的特点，可以快速部署同时易于组网、不受有线网络的约束，使其适合应用于难以使用传统有线通信机制的恶劣环境。比如一些危险的工业环境，工作人员可以通过它来实施实时、高效的安全监测；同时无线传感器可以避免传统数据收集方式给环境带来的破坏。因此可以被应用于水资源、大气等环境监测；随着无线网络设备的广泛使用，无线传感网络利用无线通信技术高效地进行异构传感网络连接、数据处理和融合，可被广泛地应用于城市交通、大型公共活动等社会信息化服务的各个领域。

2 设计思路

虽然现阶段发展出了很多相关的智能小车系统，但是与多功能救援相关的系统还有待开发。通过大量的资料调查与分析，该系统设计是基于无线传感网络技术设计的多功能小车。通过这一技术让道路发生灾难问题信息得以实时采集、反馈与处理。控制一个巡逻车发现问题并通过无线网络技术根据相对应的问题传达给相应的救援小车，来形成一对多的无线多功能救援小车系统。因为无线传感网络具有很多出色的特点与使用价值，同时由于灾害时常发生，而人力资源有限的情况，为了改变这種现状，本系统结合单片机技术、传感器技术和无线传输技术设计开发了一个基于无线传感网络设计的多功能巡逻车演示系统。

3 系统工作原理

3.1 硬件部分

该系统的控制核心采用51系列单片机进行数据处理及智能控制，51单片机的功能是对各类传感器采集到的信息进行初步处理，并对整个硬件系统进行智能控制。nRF24L01模块作为软硬件间的“数据中转站”，实现了测量部分与监控部分的无线连接。该系统可以实现小车循迹，通过无线传感网络技术发送信息给救援小车，救援小车启动相应电机、信号指示灯及扬声器。

3.2 软件部分

巡逻小车循迹，每通过一个路障节点，循迹传感器、避障传感器、火焰传感器和热释电红外探测传感器将信号发给单片机，单片机再通过nRF24L01无线模块将信息分别发送给道路维修工程小车、灭火小车、伤员救援小车，这些小车执行单片机程序完成相关工作。系统框图如图1所示。

4 系统试验结果

为测试系统是否稳定，本小组对该系统进行了三项实验，分别为巡逻车发现火灾调动灭火小车，巡逻车发现断桥调用架桥小车，巡逻车发现伤员调用救援小车。测试时，每项实验做了三次实验，以保证系统稳定工作。

通过本次测验，说明本系统能够完成三项基本功能，出错率较低。并且各部件工作正常，稳定性较好。能够完成预计的功能设计，说明本系统是稳定、可行的。

5 系统应用价值

该系统着力于利用智能车和无线传感网络解决生活问题、灾难现场的探测、援助问题、科技勘探问题。该智能车系统通过改良可用于城市中，如监测到火焰、人员受伤、断桥等的问题，能够利用无线传感网络调动附近救援车并采取救援措施，具有十分重要的用途。还可用于灾难现场的探测和协助救援，通过改良可实际用于灾难环境下进行工作，并发出信号提示灾难的发生，接到相对应信号的小车执行救援任务。应用于科学勘探，可以很大程度上代替工作人员进行实地勘探，从而在节省人力资源，保障人身安全，提高工作效率等众多方面大有裨益。随着智能车和智能交通的发展，该智能巡逻系统具有很好的应用前景。

参考文献：

[1]乔卫磊，陈怀安，杨元杰.智能车赛道滤波算法研究[J].中国新通信，2015（15）.

[2]吕云芳，陈帅帅，郝兴森，张浩.基于C51高级语言程序控制的智能循迹小车设计与实现[J].实验室研究与探索，2015（03）.

[3]谢檬，郭霞.智能小车控制系统设计[J].传感器与微系统，2016（12）.