[Imprescindibles para la competencia de deportes electrónicos de 2023] Plantilla de informe de preguntas G: se puede usar directamente

Tarea  

 Figura 1 Contenido de la tarea 

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   Figura 2 Contenido de los requisitos básicos

   La figura 3 juega parte del contenido 

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   Figura 4 Explicación contenido 1

 Figura 5 Explicación contenido 2

calificación

 Figura 6 Contenido de la puntuación

texto (parte)

Resumen

Este experimento diseña un sistema de extinción de incendios inteligente colaborativo aire-tierra, que consiste en drones y camiones de bomberos. Al elegir ESP32 como el control principal del sistema y usar el chip L293D para construir el sistema, se logra la comunicación inalámbrica entre el UAV y el camión de bomberos. El sistema utiliza un módulo láser y un simulador de fuente de fuego para completar las operaciones de identificación y extinción de incendios. Al mismo tiempo, mediante el uso de varias interfaces y funciones del control principal, se pueden ampliar aún más otros sensores y módulos para mejorar la inteligencia y la expansión de funciones del sistema. La tarea requiere el diseño del mapa de ruta de patrulla, la realización de funciones como patrulla, identificación de incendios y extinción de incendios, y requiere que el camión de bomberos muestre la posición del dron y la ruta de patrulla en tiempo real.

Palabras clave: sistema de protección contra incendios inteligente colaborativo aire-tierra, vehículo aéreo no tripulado, camión de bomberos, comunicación inalámbrica, ruta de patrulla, identificación de incendios, extinción de incendios

1. Soluciones de sistema

Este diseño utiliza el chip ESP32 como control principal, y el sistema general se compone principalmente del control principal, el módulo láser y el módulo de fuente de fuego.

1.1 Demostración y selección del módulo de control principal

Solución 1: elija el maestro ESP32

Ventajas: ESP32 tiene buen rendimiento y estabilidad, admite comunicación inalámbrica y una variedad de interfaces de sensores.

Desventajas: alto consumo de energía, es necesario considerar problemas de suministro de energía.

Solución 2: elija Arduino Uno como controlador principal

Ventajas: menor costo, fácil de programar y depurar.

Desventajas: rendimiento y escalabilidad relativamente débiles.

Solución 3: use Raspberry Pi como controlador principal

Ventajas: potente, admite una variedad de interfaces y métodos de comunicación.

Desventajas: alto costo y complejidad relativamente alta.

Después de una consideración exhaustiva, elegimos la opción uno, es decir, elegimos ESP32 como maestro del sistema.

1.2 Demostración y selección del esquema de control de hardware

Solución 1: use el chip L293D para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo de accionamiento del motor: utilizado para controlar el movimiento de drones y camiones de bomberos.

Módulo de comunicación inalámbrica: utilizado para la comunicación en tiempo real entre drones y camiones de bomberos.

Módulo de posicionamiento de posición: utilizado para obtener la información de coordenadas de posición del dron.

Solución 2: use el chip PCA9685 para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo de accionamiento del mecanismo de dirección: se utiliza para controlar el mecanismo de dirección de drones y camiones de bomberos.

Módulo de comunicación inalámbrica: utilizado para la comunicación en tiempo real entre drones y camiones de bomberos.

Módulo de posicionamiento de posición: utilizado para obtener la información de coordenadas de posición del dron.

Solución 3: use el chip L298N para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo de accionamiento del motor: utilizado para controlar el movimiento de drones y camiones de bomberos.

Módulo de comunicación inalámbrica: utilizado para la comunicación en tiempo real entre drones y camiones de bomberos.

Módulo de posicionamiento de posición: utilizado para obtener la información de coordenadas de posición del dron.

Después de una consideración exhaustiva, elegimos la opción uno, que es usar el chip L293D para construir el sistema.

2.2 Cálculo de la pista de patrulla

De acuerdo con los requisitos, el UAV debe completar la patrulla de cobertura total de acuerdo con la ruta planificada, y el área de patrulla es de 40 dm × 48 dm. Suponiendo que el UAV navega en línea recta y la velocidad de navegación es v dm/s, la longitud de la pista se puede obtener mediante el siguiente cálculo.

Longitud de la pista de patrullaje = v × tiempo de patrullaje

Dado que las patrullas de cobertura completa deben completarse, el tiempo de patrulla puede tomarse como la longitud del área total de patrulla dividida por la velocidad de patrulla del UAV, a saber:

Tiempo de patrulla = (48dm/v) + (40dm/v)

Con base en los cálculos anteriores, la fórmula de cálculo de la pista de patrulla se puede obtener como:

Longitud de la pista de patrullaje = v × ((48dm/v) + (40dm/v)).

4. Plan de prueba y resultados de la prueba

4.1 Esquema de prueba

4.1.1 Prueba funcional

(1) Prueba de identificación de incendios

1. Coloque una fuente de fuego simulada en el área de patrulla de incendios y encienda la fuente de fuego.

2. Inicie la patrulla del dron y el dron patrullará de acuerdo con la ruta planificada.

(2) Prueba de transmisión de coordenadas de posición

1. El UAV envía información de coordenadas de ubicación al camión de bomberos cada segundo.

2. La pantalla del camión de bomberos se actualiza en tiempo real y muestra la información de las coordenadas de posición del dron.

3. Verifique si la información de coordenadas de ubicación se puede transmitir y recibir con precisión.

(3) prueba de confirmación de fuego

1. El dron vuela por encima de la fuente de fuego, baja a una altura de aproximadamente 10 dm, flota durante 3 s y luego lanza la bolsa de extinción de incendios.

2. La bolsa extintora cae en un área circular con un radio de 3dm centrado en el punto de origen del fuego.

3. Envíe las coordenadas de ubicación del origen del incendio al camión de bomberos.

4. Confirme que el UAV puede identificar con precisión la fuente del incendio y enviar información de ubicación.

(4) Prueba de extinción de fuente de fuego

1. Después de recibir las coordenadas del origen del incendio, el camión de bomberos parte desde la estación de bomberos hasta el origen del incendio.

2. Dentro de una distancia de 5 dm de la fuente de fuego, use un puntero láser para irradiar la fuente de fuego simulada para extinguirla.

(5) Prueba de retorno del sistema

1. Después de completar la patrulla, el UAV regresa y aterriza con precisión en el área de despegue.

2. Verifique que el dron pueda regresar y aterrizar de manera segura.

Este documento da solo una parte del contenido, si desea un documento completo, puede prestarle atención y enviar un mensaje privado. para conseguirlo.

De hecho, los estándares rígidos no pueden limitarnos con infinitas posibilidades, así que ¡ah! ¡Vamos chicos!

Tarea  

 Figura 1 Contenido de la tarea 

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   Figura 2 Contenido de los requisitos básicos

   La figura 3 juega parte del contenido 

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   Figura 4 Explicación contenido 1

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 Figura 6 Contenido de la puntuación

texto (parte)

Resumen

Este experimento diseña un sistema de extinción de incendios inteligente colaborativo aire-tierra, que consiste en drones y camiones de bomberos. Al elegir ESP32 como el control principal del sistema y usar el chip L293D para construir el sistema, se logra la comunicación inalámbrica entre el UAV y el camión de bomberos. El sistema utiliza un módulo láser y un simulador de fuente de fuego para completar las operaciones de identificación y extinción de incendios. Al mismo tiempo, mediante el uso de varias interfaces y funciones del control principal, se pueden ampliar aún más otros sensores y módulos para mejorar la inteligencia y la expansión de funciones del sistema. La tarea requiere el diseño del mapa de ruta de patrulla, la realización de funciones como patrulla, identificación de incendios y extinción de incendios, y requiere que el camión de bomberos muestre la posición del dron y la ruta de patrulla en tiempo real.

Palabras clave: sistema de protección contra incendios inteligente colaborativo aire-tierra, vehículo aéreo no tripulado, camión de bomberos, comunicación inalámbrica, ruta de patrulla, identificación de incendios, extinción de incendios

1. Soluciones de sistema

Este diseño utiliza el chip ESP32 como control principal, y el sistema general se compone principalmente del control principal, el módulo láser y el módulo de fuente de fuego.

1.1 Demostración y selección del módulo de control principal

Solución 1: elija el maestro ESP32

Ventajas: ESP32 tiene buen rendimiento y estabilidad, admite comunicación inalámbrica y una variedad de interfaces de sensores.

Desventajas: alto consumo de energía, es necesario considerar problemas de suministro de energía.

Solución 2: elija Arduino Uno como controlador principal

Ventajas: menor costo, fácil de programar y depurar.

Desventajas: rendimiento y escalabilidad relativamente débiles.

Solución 3: use Raspberry Pi como controlador principal

Ventajas: potente, admite una variedad de interfaces y métodos de comunicación.

Desventajas: alto costo y complejidad relativamente alta.

Después de una consideración exhaustiva, elegimos la opción uno, es decir, elegimos ESP32 como maestro del sistema.

1.2 Demostración y selección del esquema de control de hardware

Solución 1: use el chip L293D para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo de accionamiento del motor: utilizado para controlar el movimiento de drones y camiones de bomberos.

Módulo de comunicación inalámbrica: utilizado para la comunicación en tiempo real entre drones y camiones de bomberos.

Módulo de posicionamiento de posición: utilizado para obtener la información de coordenadas de posición del dron.

Solución 2: use el chip PCA9685 para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo de accionamiento del mecanismo de dirección: se utiliza para controlar el mecanismo de dirección de drones y camiones de bomberos.

Módulo de comunicación inalámbrica: utilizado para la comunicación en tiempo real entre drones y camiones de bomberos.

Módulo de posicionamiento de posición: utilizado para obtener la información de coordenadas de posición del dron.

Solución 3: use el chip L298N para construir el sistema y use los siguientes módulos de hardware para realizar las funciones

Módulo de accionamiento del motor: utilizado para controlar el movimiento de drones y camiones de bomberos.

Módulo de comunicación inalámbrica: utilizado para la comunicación en tiempo real entre drones y camiones de bomberos.

Módulo de posicionamiento de posición: utilizado para obtener la información de coordenadas de posición del dron.

Después de una consideración exhaustiva, elegimos la opción uno, que es usar el chip L293D para construir el sistema.

2.2 Cálculo de la pista de patrulla

De acuerdo con los requisitos, el UAV debe completar la patrulla de cobertura total de acuerdo con la ruta planificada, y el área de patrulla es de 40 dm × 48 dm. Suponiendo que el UAV navega en línea recta y la velocidad de navegación es v dm/s, la longitud de la pista se puede obtener mediante el siguiente cálculo.

Longitud de la pista de patrullaje = v × tiempo de patrullaje

Dado que las patrullas de cobertura completa deben completarse, el tiempo de patrulla puede tomarse como la longitud del área total de patrulla dividida por la velocidad de patrulla del UAV, a saber:

Tiempo de patrulla = (48dm/v) + (40dm/v)

Con base en los cálculos anteriores, la fórmula de cálculo de la pista de patrulla se puede obtener como:

Longitud de la pista de patrullaje = v × ((48dm/v) + (40dm/v)).

4. Plan de prueba y resultados de la prueba

4.1 Esquema de prueba

4.1.1 Prueba funcional

(1) Prueba de identificación de incendios

1. Coloque una fuente de fuego simulada en el área de patrulla de incendios y encienda la fuente de fuego.

2. Inicie la patrulla del dron y el dron patrullará de acuerdo con la ruta planificada.

(2) Prueba de transmisión de coordenadas de posición

1. El UAV envía información de coordenadas de ubicación al camión de bomberos cada segundo.

2. La pantalla del camión de bomberos se actualiza en tiempo real y muestra la información de las coordenadas de posición del dron.

3. Verifique si la información de coordenadas de ubicación se puede transmitir y recibir con precisión.

(3) prueba de confirmación de fuego

1. El dron vuela por encima de la fuente de fuego, baja a una altura de aproximadamente 10 dm, flota durante 3 s y luego lanza la bolsa de extinción de incendios.

2. La bolsa extintora cae en un área circular con un radio de 3dm centrado en el punto de origen del fuego.

3. Envíe las coordenadas de ubicación del origen del incendio al camión de bomberos.

4. Confirme que el UAV puede identificar con precisión la fuente del incendio y enviar información de ubicación.

(4) Prueba de extinción de fuente de fuego

1. Después de recibir las coordenadas del origen del incendio, el camión de bomberos parte desde la estación de bomberos hasta el origen del incendio.

2. Dentro de una distancia de 5 dm de la fuente de fuego, use un puntero láser para irradiar la fuente de fuego simulada para extinguirla.

(5) Prueba de retorno del sistema

1. Después de completar la patrulla, el UAV regresa y aterriza con precisión en el área de despegue.

2. Verifique que el dron pueda regresar y aterrizar de manera segura.

Este documento da solo una parte del contenido, si desea un documento completo, puede prestarle atención y enviar un mensaje privado. para conseguirlo.

De hecho, los estándares rígidos no pueden limitarnos con infinitas posibilidades, así que ¡ah! ¡Vamos chicos!