0 引言

工业品、化学品所引起的火灾往往危及消防员的生命安全，为了保护生命与财产安全，通常采用机器代人完成灭火工作的形式。较为常见的机器代人灭火系统有：灭火机器人、嵌入式智能小车等，而在这其中，嵌入式智能小车实时性强、操作方便，具有很强的稳定性[1]。智能灭火小车的设计[2-4]，主要实现对火源的识别、定位功能，利用风扇熄灭蜡烛的过程模仿真实灭火情形。小车的设计对工业、消防领域的发展有一定适用性和推广性。

李白、鲍照都创作了为封建女性的悲剧命运代言的诗歌，如《白头吟》和《王昭君》。鲍照借女子失宠写正直之士不容于世，如《选诗补注》所说“此殆明远为人所间，见弃于君，故借是题以喻所怀。”失宠女子的命运中依稀有作者自己的身影，表面上是代言，实为自己抒愤。

1 智能灭火小车的硬件设计

小车的硬件框架结构布局如图1所示。小车的左右两边共依次安装8个火焰传感器。火焰传感器1、2、3、4（以下直接用传感器加数字代表火焰传感器的位置）采用A/D转换进行模拟量采样，其余4枚火焰传感器采用数字信号方式输出；左右轮分别采用独立大扭矩电机驱动，后轮选取万向轮，以实现灵活的转向；小车前端安置风扇用于灭火工作；调试过程中发现使用红外线避障会对火焰传感器产生干涉，导致误判火源，所以选用超声波模块避障；小车同时配备人体识别传感器用于模拟救援反馈情况。

5.从作文内容来看，31%的同学能做到中心明确，内容具体，其余同学有不同层次问题；从结构来看，35%的同学能做到条理清楚，结构完整，其余同学有不同层次问题；从语言来看，31%的同学语言通顺，用语准确，其余同学有不同层次问题。

  

图1 小车硬件布局框架

1.1 火焰传感器模块

火焰传感器通过检测火焰的红外波长识别、定位火源，其原理为直接检测火焰中4.20～4.50μm的红外光谱[5]。将外界红外光的变化转化为输出电压的变化，通过A/D转换器反映。外界红外光越强，数值越小[6]。因此越靠近火源，火焰传感器输出的电压越小。火焰传感器也可以使用数字量输出，识别到火焰后，传感器输出低电平。火焰传感器的电路原理图如图2所示。

  

图2 火焰传感器电路图

1.1.1 火焰传感器与火源距离、电压关系实验

实验结果表明：小车对于火源的定位准确，灭火准确率高，响应迅速。图11提供了智能小车灭火全流程。

这样的设计充分尊重学生的前概念范畴，注重前后呼应，使学生感受到从物质和能量角度来思考本课的问题能够更贴近事物的真相。巧妙的是，本课中涉及到能量释放的知识需要到后一章节才学到，学生有疑惑之余正好可以作为后面学习呼吸作用中“物质和能量观”的伏笔，让课堂留有余味。

 

表1 距离与电压的实验数据

  

次数 距离d/m 电压U/V 次1 2.0 0 4.9 0 1 2 1.7 0 4.8 6 1 3 1.3 0 4.7 5 1数 距离d/m 电压U/V 1 0.5 7 3.7 5 2 0.5 5 3.6 5 3 0.5 0 3.2 0 4 1.2 0 4.7 0 1 4 0.4 5 2.7 8 5 1.1 0 4.6 3 1 5 0.4 0 2.3 1 6 0.9 0 4.4 7 1 6 0.3 5 1.6 5 7 0.8 0 4.3 5 1 7 0.3 0 0.7 2 8 0.7 0 4.2 1 1 8 0.2 5 0.2 0 9 0.6 5 4.0 2 1 9 0.2 0 0.1 8 1 0 0.6 0 3.9 0

  

图3 距离与电压曲线

 

1.1.2 火焰传感器的侦测角度

火焰传感器探测火焰的最大范围在60°左右，其侦测角度随着距离火源的远近也在不断变化，距离越近侦测角度越大，反之越小。如图4（以传感器2相对于1为例），小车在前进过程中，对于L1、L2、L3三个方向上的点作出的反应均不同：弧1的E1、E2、E3都可以识别；弧2的F2、F3可以识别，F1不能被识别；到了弧3，只有G3被识别，G1、G2无法被识别。由于火源大小及状态的变化，具体的角度与距离关系很难监测。

  

图4 角度与距离示意图

2 智能灭火小车的软件设计

2.1 灭火流程

小车的灭火流程如图5所示。小车通电后，系统初始化所有传感器；如果传感器1、3与2、4接收到火源信息，则调用模拟量，控制电机转向后定位火源；如果传感器5、6、7、8接收到火源信息，则小车转动相应角度，使传感器1、3与2、4接收到火源信息；最终定位完成后，调用风扇灭火。

“互联网+”背景下，乡村旅游呈现旅游信息在线化和移动化、旅游需求精众化、经营管理数字化和平台化、旅游营销智慧化的发展特征，乡村旅游转型升级已成为当前必须面对的问题，本文从产品、经营管理、营销模式和保障体系四个方面分析了“互联网+”背景下乡村旅游转型升级路径。但是，在乡村旅游实践中还存在着不少制约乡村旅游转型升级的障碍因素，还需学界和业界作进一步的研究，探讨对策，以促进互联网时代乡村旅游的产业发展。

  

图5 小车灭火流程图

传感器1、2电压之差DT与1、2电压之和的二分之一VF经过模糊控制器，传输至STC89C52驱动电机转向幅度；而比例控制用以识别每次转动的准确性，并且可以避免探测死区。DT的值随着风扇准确正对火源后，趋近于0；而VF的值在小车与火源距离越发接近后，也趋近于0；在确保方向准确、距离适中之后，小车启动风扇灭火。

因坍塌位置岩层的突变，表现为黄沙土层，坍塌必出现漏空，地面存在重要建筑物金威啤酒厂污水沉淀池，采用地表和洞内深孔注浆对漏空区域和不稳定岩层进行加固，以保沉淀池的安全和隧道掘进顺利通过软弱地层，拟在实施注浆期间为准确掌握因注浆影响对地表沉降是否存有变形，则在该地段进行监测为必要的重点；如出现异常，及时对地表及洞内注浆参数进行调整，加强支护体系，保证地表和隧道施工的安全。

 

2.2 控制器设计

火源的定位依托于火焰传感器对火焰信息的获取，进而使小车前进、转向，最后当风扇正对火源并保持适当距离后，定位完成。火焰传感器1、2、3、4为模拟量接入，经转化为0～5 V电压值反馈。当传感器3电压值＜1电压值或传感器1电压值＜2电压值时，表明火源在风扇左前方，此时小车左转向；同理传感器4电压值＜2电压值或者传感器2电压值＜1电压值时，小车右转。左右火焰传感器感知的数据差值不够大，说明火源更接近中间[8]。

  

图6 传感器1、2火源定位算法原理图

随着火焰传感器侦测角度与距离的变化，火源在距离较远或距离较近时被识别后，小车的转向角度应不同用以降低定位响应时间。距离小车越近的火源转向角度越大，越远的转向角度越小。即转向角度 E1＞F2＞G3，参照图 4（以传感器 1、2为例）。

（2）针对不同距离、方向的火源，小车响应迅速，灭火精度高。本文设计的灭火小车相较于文献［2］中小车旋转一周定位火源的方法，缩短了定位火源所需时间。

  

图7 传感器1、2灭火流程图

模糊输入量为传感器1、2电压之和的二分之一VF以及传感器1、2电压之差DT，传感器1、2电压之和的二分之一实际描述了风扇与火源的直线距离，而传感器1、2的差值则表明了火源更靠近哪个传感器。模糊输出量为转动角度AG（传感器1、2差值的正负代表了转动的方向，本处只考虑输出值的大小，不考虑正负）。为了保证适当精度，3个变量都定义了5个语言变量：很小（VL）、小（L）、中（M）、大（H）、很大（VH）。在选择隶属函数的时候，考虑到相邻火焰传感器的数值变化，选择了三角隶属函数。模糊化过程中，VF与DT的基本变化范围为［0，5］，选定其论域{0，1.25，2.5，3.75，5}。通过公式（1）与大量的实验,建立模糊规则，得到以“IF-THEN”语句表达的规则，模糊规则如表2所示。最后根据具体情况与模糊规则表完成解模糊过程，得到精确的转动角度。通过公式（2），将转动角度转化为延迟时间。

 

表2 模糊规则表

  

VF DT VL L M H VH VL VL L L M M L VL L M M H M VL L M H H H L M M H VH VH L M H H VH

小车的转动基于C语言编译程序，通过子函数delay（t）延迟时间的大小，控制左右电机正、反向运转，实现小车前进与转动相应角度。公式（2）为延迟时间t与转向角度N的数学关系式，其中M为转向系数。

资料来源于国家气象科学数据共享服务平台(http://data.cma.cn/site/index.html)吉林省1997—2015年春夏期35个站点的地面常规气象要素日值,包括降水量、气温、气压、相对湿度、水汽压、风速,以降水量日值为研究对象,其余气象要素为协变量。将缺失数据较多和不具均一性的站点去除,最终选取24个站点(图1),所研究数据均经过严格检查和质量控制。

  

图8 排序算法定位流程图

转向定位的部分代码如下：

ct=right1-left1； //火焰传感器1与2的差值

图4(a)为三地1951年—2017年的年均风速对比，三地在湿度上具有较强一致性。1980年前，上海和杭州的湿度要大于南京。自1980年以来基本相同。总体下降趋势明显。尤其是自21世纪以来，大气明显变干燥。近60年几乎下降了10个百分点。根据图4可以得知年均降水量并无显著变化，而据图2可知年均气温明显上升。由此推知湿度下降与全球变暖、蒸发加剧有关，同时，可能与沪宁杭三地的城市扩张也有关系。用地规模扩大，交通设施大量修建改变了下垫面性质，而植被覆盖率的下降，则会导致植物蒸腾到大气中的水分减少，大气湿度下降。

if（ct＞k1）//差值大于阈值k1

{leftrun（）； //火源在风扇左侧，小车左转

delay（10）；

stop（）；

delay（10）；

}

if（ct＜-k1）//差值小于阈值-k1

为使小车全方位快速响应火源，当火源位于小车后半部分时，火焰传感器5、6、7、8通过排序算法[12]完成对火源的定位。传感器5、6、7、8均为数字量接入STC89C52，引脚只接收0、1两个数字量，所以只需要排序比较出最小的一个或两个传感器就能定位火源的大致方位，随后小车转动对应角度，使传感器1、2、3、4 能感知到火源信息，如图 8 所示。

{rightrun（）； //火源在风扇右侧，小车右转

delay（10）；

stop（）；

delay（10）；

}

3 实验测试

图9是本论文设计制作的智能灭火小车实物图。

(3)改进课程安排.“网页设计”课程中，每次课后教师都会布置大量的实验操作练习，教师上完理论课后如果间隔一段时间再让学生做实验，其结果是学生上课听懂了，但自己做实验时却无从下手.为改变这种状况，教师对课程的课时安排进行了调整，采用3节课连上的方式组织教学；将上课时间分为2个时间段，前一个时间段以教师为主，教师讲解、演示并布置实验任务，后一个时间段以学生为主，学生上机实验操作教师上课所讲的案例.采用这种教学方式，学生基本上掌握了教师所讲的知识，教学效果良好.

  

图9 智能灭火小车

实验所用的灭火风扇直径为3 cm。测试方法如图10所示，选取不同的初始水平距离与直线距离的火源，测试小车是否能成功完成灭火并测量定位完成后的水平距离。实验测试所得数据如表3所示，表中正值代表火源初始位置在小车右侧，负值代表火源初始位置在小车左侧。

系统软件总体架构如图5所示，以LM3107为主控制器，负责与触摸屏、LM3106副控制器的通信，同时需要实现采集信号、输出驱动等功能。

  

图10 实验测试方案

 

表3 实验数据表

  

No 1定位完成后水平距离/mm 3355是 3.5 2-49-60是 2.6 3-57-81是 3.6 4-61-98是 2.2 56279是 3.7 677102是 2.8 783123是 1.9 895150是 2.5初始水平距离/cm初始直线距离/cm是否灭火成功

在外界环境不变的情况下，火源与火焰传感器的距离及电压存在一定的关系。如果可以用函数式表达这种关系，将很有利于提高测距的精度[7]。在文献［7］中已使用最小二乘法量化火源信息。实验选取蜡烛作为火源，检测蜡烛焰心与火焰传感器的水平距离对应的电压。如表1所示，实验共测得19组数据，其中d/m为距离，U/V为对应电压。将实验数据拟合后，得到公式（1）。公式（1）的相关系数达到0.985 6，拟合程度相当高。如图3所示。

（2）假冒、以次充好。线上唐卡销售宣传中存在一般画师作品冒充知名画师作品的现象；还存在印刷唐卡假冒手绘唐卡的现象。

  

图11 小车灭火实物图

4 结论

（1）本文初步建立了火焰传感器与灭火小车之间的模型，模型有利于进一步提高定位火源精度的研究，对竞赛、消防有一定的参考作用。

为了提高定位精度和降低响应时间，无法简单地通过比较火焰传感器的电压值来实现，所以需要引入模糊控制与比例控制[9-11]。算法的原理如图6（以传感器1、2为例）所示，传感器1、2灭火流程如图7所示。

参考文献：

［1］申建伟.基于ARM的智能车控制系统研究［D］.西安:西安工业大学，2014.

［2］张铮，张江宁，薛竹村，等.循迹避障灭火功能智能小车设计［J］.实验室研究与探索，2016，35（11）：141.

［3］淮文军,赵双剑,仲启磊.基于MSP430F169的智能灭火小车设计［J］.苏州市职业大学学报，2013，24（2）：44.

BMI、TG、FBG、FCP 是 T2DM 并发 NAFLD 的高危因素（OR＞1），HDL-C、AST、ALT、GGT、2 hCP 与 T2DM并发NAFLD无明确相关性（OR＜1）。见表2。

［4］卢超.一种基于粒子群算法的避障消防自动化小车［D］.长沙：中南大学，2012.

［5］石发强.基于紫红外线检测原理的火焰传感器的设计［J］.电子世界，2015（16）：36.

［6］朱彦亮.基于ARM9的灭火机器人的设计与实现［D］.镇江：江苏科技大学，2014.

［7］林凡强，张阳，杨文旭.基于红外火焰传感器和最小二乘法的灭火机器人［J］.传感器与微系统，2015，34（1）：110.

［8］张佐权.竞赛用灭火机器人智能优化技术的研究与实现［D］.成都：电子科技大学，2012.

［9］王述彦，师宇，冯忠绪.基于模糊PID控制器的控制方法研究［J］.机械科学与技术，2011，30（1）：166.

［10］丁坚.模糊PID控制器的研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009.

我们到访之时，发现办公楼一层正在装修，细问之后了解到，由平阳政府牵头，国望集团、温州大学三方合作成立的智能研究院中心，就将设在这里，这亦是国望集团又一次被值得珍惜的合作，而其意义在于推动印后行业的发展。以前，实验室多设立在院校中，通常被认为有高度而缺乏实际，但此次三方合作恰是理论与实际的全面对接，对于技术的推动会有更加精准与实际的效用。

［11］林浩.模糊PID控制器仿真研究［D］.贵阳：贵州大学，2006.

［12］淦艳，杨有.五种排序算法的性能分析［J］.重庆文理学院学报（自然科学版），2010，29（3）：45.