基于AVR單片機(jī)的滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、基于AVR單片機(jī)的滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)     摘  要根據(jù)滅火機(jī)器人的競(jìng)賽規(guī)則，給出了滅火機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)流程。所用的機(jī)器人處理器為AVR單片機(jī)，主要利用紅外傳感器、光敏傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，使機(jī)器人在場(chǎng)地中按照預(yù)定的方案尋找火源并撲滅。     關(guān)鍵詞滅火機(jī)器人；傳感器；ATmega32      1  引言     機(jī)器人競(jìng)賽是近年來迅速開展起來的一種對(duì)抗活動(dòng)，它涉及人工智能、機(jī)械、電子、傳感

2、器、精密機(jī)械等諸多領(lǐng)域。通過競(jìng)賽可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)寫作能力等。其中滅火比賽是開展范圍最廣、影響最大的機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目之一。     比賽規(guī)則為模仿生活中消防員滅火，機(jī)器人從H點(diǎn)出發(fā)，在四個(gè)房間內(nèi)尋找任意擺放的蠟燭，并且設(shè)法將其滅掉。比賽場(chǎng)地的墻壁高33cm，材質(zhì)為木板，顏色為黑色。尺寸如圖1所示。對(duì)于比賽，得的分越低成績(jī)?cè)胶?。另外根?jù)選擇的模式不同，計(jì)分時(shí)要乘上相應(yīng)的系數(shù)。    圖1  比賽場(chǎng)地平面結(jié)構(gòu) 2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)     系統(tǒng)以ATmega

3、32單片機(jī)為核心，它是一種基于增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)的、低功耗的8位單片機(jī)。其特點(diǎn)為：片內(nèi)具有32K字節(jié)的可編程Flash；2K字節(jié)的片內(nèi)SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；1024個(gè)字節(jié)片內(nèi)在線可編程EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。片內(nèi)含JTAG接口。外圍接口。兩個(gè)帶有分別獨(dú)立、可設(shè)置預(yù)分頻器的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；四個(gè)通道的PWM輸出；8路10位ADC；32個(gè)可編程的I/O口。低功耗，最高工作頻率為16MHz。     根據(jù)滅火比賽的規(guī)則要求，配以碰撞傳感器、灰度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱图t外傳感器。通過兩路PWM控制兩只電機(jī)以驅(qū)動(dòng)滅火機(jī)器人，另外一路滅火電機(jī)由I/O口通

4、過光電耦合器直接驅(qū)動(dòng)。    圖2  系統(tǒng)總體框圖 2.2系統(tǒng)電源部分     系統(tǒng)采用單電源供電電路時(shí)比較簡(jiǎn)單，但是考慮到電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電流很大，會(huì)造成電源電壓不穩(wěn)，影響單片機(jī)和輸入電路工作的穩(wěn)定性和可靠性，因此采用雙電源供電方案。將電機(jī)電源和單片機(jī)電源完全隔離。單片機(jī)以及傳感器電路使用8V供電，電動(dòng)機(jī)使用12V供電。提高電動(dòng)機(jī)的供電電壓，可以提高機(jī)器人的運(yùn)行速度，從而可以提高滅火的成績(jī)。 2.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分     機(jī)器人需要控制在一個(gè)合適的速度行駛，在滅火的過程中既要以較快的速度

5、找到火源，又要防止因?yàn)榕鲎捕绊懕荣惖某煽?jī)。小車的速度是由兩只直流電機(jī)控制。L298驅(qū)動(dòng)芯片是性能優(yōu)越的小型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片之一。它可被用來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或者是雙極性步進(jìn)電機(jī)。在646V的電壓下，可以提供2A的額定電流。L298還有過熱自動(dòng)關(guān)斷功能，并有反饋電流檢測(cè)功能。為保證L298正常工作，建議加裝片外續(xù)流二極管。由ATmega32單片機(jī)直接輸出兩路PWM驅(qū)動(dòng)L298N。改變PWM調(diào)制脈沖占空比，可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。脈沖頻率對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速有影響，脈沖頻率高連續(xù)性好，但帶負(fù)載能力差；脈沖頻率低則反之。通過PD2和PD3兩根I/O口線來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。   

6、60;圖3  單片機(jī)電源電路    圖4  電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路  其帶來的影響:原先上市公司擁有的物業(yè)都被計(jì)入了固定資產(chǎn),因此,物業(yè)的升值與否,并沒有體現(xiàn)在報(bào)表中。近幾年物業(yè)升值迅速,因此,如果上市公司一旦采用公允價(jià)值法來計(jì)量其早些年購(gòu)入的投資性房地產(chǎn),必將大大提高其凈資產(chǎn)和當(dāng)期利潤(rùn)。截至2007年4月27日，在已披露年報(bào)的1303家上市公司中，有9家上市公司對(duì)投資性房地產(chǎn)選擇公允價(jià)值計(jì)量模式，并對(duì)股東權(quán)益進(jìn)行了追溯調(diào)整，分別是武漢控股、沱牌曲酒、中國(guó)銀行、S深發(fā)展A、方大A、勝利股份、白云山A、武漢塑料、與津?yàn)I發(fā)展。涉及金額最大

7、是中國(guó)銀行，高達(dá)33.18億元，調(diào)整金額最小的則是武漢塑料，為140.11萬元。然而在此時(shí),究竟什么樣的價(jià)值才是公允價(jià)值,如何防止上市公司利用“公允價(jià)值”操縱利潤(rùn),是監(jiān)管的難題。公允價(jià)值計(jì)量模式的引入正式奠定了NAV(重估凈資產(chǎn)值)方法作為房地產(chǎn)上市公司估值的核心地位。這必將引導(dǎo)市場(chǎng)對(duì)該項(xiàng)方法進(jìn)一步的認(rèn)可。而且隨著投資性房地產(chǎn)物業(yè)的增多,特別是人民幣升值和我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則采用后,肯定會(huì)引導(dǎo)市場(chǎng)更多的關(guān)注各項(xiàng)投資性房地產(chǎn)物業(yè)的真實(shí)價(jià)值,并使NAV的估值方法成為評(píng)估投資性房地產(chǎn)企業(yè)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。即使對(duì)以開發(fā)業(yè)務(wù)為主的房地產(chǎn)企業(yè)來說,新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則的實(shí)行也會(huì)導(dǎo)致投資者以更為穩(wěn)健和客觀的估值

8、標(biāo)準(zhǔn)來衡量一個(gè)公司的價(jià)值,這無疑構(gòu)成制度性的長(zhǎng)期利好。 7.金融工具準(zhǔn)則的變革 關(guān)于金融工具的4項(xiàng)具體會(huì)計(jì)準(zhǔn)則分別為金融工具確認(rèn)和計(jì)量準(zhǔn)則、金融資產(chǎn)轉(zhuǎn)移準(zhǔn)則、套期保值準(zhǔn)則、金融工具列報(bào)準(zhǔn)則,這些準(zhǔn)則主要適用于金融企業(yè),這些準(zhǔn)則對(duì)金融企業(yè)的影響是廣泛而深刻的,上市和擬上市的金融機(jī)構(gòu)則首當(dāng)其沖。未來銀行、券商、保險(xiǎn)公司等金融企業(yè)的利潤(rùn)操縱空間將越來越小。 其帶來的影響:(1)金融衍生工具表外業(yè)務(wù)表內(nèi)化。新準(zhǔn)則規(guī)定衍生金融工具一律以公允價(jià)值計(jì)量,并從表外移到表內(nèi)反映。這就要求上市銀行和證券公司善用衍生工具這把“雙刃劍”,因?yàn)楸韮?nèi)化將對(duì)企業(yè)利用衍生金融工具進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的行為產(chǎn)生重大影響,企業(yè)不但要考慮

9、現(xiàn)金流等經(jīng)濟(jì)因素,還要考慮衍生金融工具對(duì)報(bào)表的影響,以避免給報(bào)表帶來過大的波動(dòng)。(2)公允價(jià)值與實(shí)際利率攤余法。新準(zhǔn)則規(guī)定,衍生金融工具一律以公允價(jià)值計(jì)量,并將相關(guān)公允價(jià)值變動(dòng)計(jì)入當(dāng)期損益和所有者權(quán)益,而金融資產(chǎn)和金融負(fù)債則按實(shí)際利率計(jì)算其攤余成本及各期利息費(fèi)用。金融工具計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的變動(dòng)能更好地反映市場(chǎng)因素、時(shí)間價(jià)值,從而更準(zhǔn)確地計(jì)量各類金融資產(chǎn)和負(fù)債。(3)金融資產(chǎn)減值。新準(zhǔn)則規(guī)定以攤余成本計(jì)量的金融資產(chǎn)發(fā)生減值時(shí),應(yīng)當(dāng)將該金融資產(chǎn)的賬面價(jià)值減記至預(yù)計(jì)未來現(xiàn)金流量(不包括尚未發(fā)生的未來信用損失)現(xiàn)值,減記的金額確認(rèn)為資產(chǎn)減值損失,計(jì)入當(dāng)期損益。未來現(xiàn)金流量折現(xiàn)法與目前的五級(jí)分類法相比,能提供更

10、準(zhǔn)確的信息,真實(shí)地反映貸款地價(jià)值。在股份制改造過程中,商業(yè)銀行能夠更準(zhǔn)確地把握金融資產(chǎn)減值可能造成地?fù)p失。 8.證券投資的變革 新準(zhǔn)則要求,交易性證券投資（如公司持有的上市公司股票）期末應(yīng)按交易所市價(jià)(視為公允價(jià)值),公允價(jià)值的變動(dòng)計(jì)入當(dāng)期損益。 其帶來的影響:原來,上市公司的證券類投資如果市價(jià)比成本低,必須計(jì)提減值準(zhǔn)備,計(jì)入當(dāng)期損益；但如果市價(jià)比成本價(jià)高,而公司并沒有拋售實(shí)現(xiàn)收益,這種計(jì)算出來的“賬面收益”并不能計(jì)入當(dāng)期損益,但新準(zhǔn)則要求證券投資的賬面盈利也能成為凈利潤(rùn)。 2006年末至今，股市一直牛氣沖天，在這種背景下，持有大量股票的上市公司交易性證券投資的賬面價(jià)值按公允市價(jià)調(diào)整，使得其產(chǎn)

11、生巨額利潤(rùn)。典型案例中國(guó)人壽中國(guó)人壽一季度實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)88.87億元，每股收益0.31元。在新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下，公允價(jià)值變動(dòng)收益作為營(yíng)業(yè)收入進(jìn)入利潤(rùn)表，共39.06億元，占一季度凈利潤(rùn)的44%。去年公司按國(guó)際會(huì)計(jì)準(zhǔn)則凈利潤(rùn)為200億元而不是國(guó)內(nèi)準(zhǔn)則下的96億元。作為中國(guó)最大的機(jī)構(gòu)投資者之一，中國(guó)人壽加參股中信證券，并巨資參與工商銀行和中國(guó)銀行戰(zhàn)略配售，這些股票價(jià)格飆升使公司賬面利潤(rùn)大幅增長(zhǎng)。根據(jù)新準(zhǔn)則公允價(jià)值原則，這部分浮盈今年一季度就計(jì)入了公司的利潤(rùn)。 9.每股收益的變革 新發(fā)布企業(yè)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則第34號(hào)每股收益對(duì)上市公司每股收益的計(jì)算方法作出了較為詳細(xì)的規(guī)定。準(zhǔn)則要求,除了計(jì)算基本每股收益外,還必須計(jì)算

12、稀釋每股收益。根據(jù)該準(zhǔn)則,上市公司在發(fā)行新股、回購(gòu)股份以及發(fā)行有可轉(zhuǎn)債、權(quán)證時(shí),每股收益的計(jì)算將產(chǎn)生重大變化。 其帶來的影響:新準(zhǔn)則實(shí)施后,每股收益計(jì)算更科學(xué)。當(dāng)上市公司有發(fā)行新股、回購(gòu)股份等行為時(shí),發(fā)行或回購(gòu)的時(shí)間將會(huì)影響每股收益的計(jì)算結(jié)果。新準(zhǔn)則規(guī)定,對(duì)總股本數(shù)應(yīng)當(dāng)以加權(quán)平均數(shù)為準(zhǔn)。公式為:發(fā)行在外普通股加權(quán)平均數(shù)=期初發(fā)行在外普通股股數(shù)+當(dāng)期新發(fā)行普通股股數(shù)×已發(fā)行時(shí)間÷報(bào)告期時(shí)間-當(dāng)期回購(gòu)普通股股數(shù)×已回購(gòu)時(shí)間÷報(bào)告期時(shí)間。另外,新準(zhǔn)則要求計(jì)算稀釋每股收益。對(duì)于發(fā)行有可轉(zhuǎn)債、權(quán)證可能影響股本規(guī)模的公司,稀釋每股收益與原有的每股收益將產(chǎn)生重大區(qū)別。

13、根據(jù)準(zhǔn)則要求,企業(yè)存在轉(zhuǎn)債、權(quán)證等稀釋性普通股的,應(yīng)當(dāng)分別調(diào)整當(dāng)期凈利潤(rùn)和普通股的加權(quán)平均數(shù),其中加權(quán)平均的股本數(shù)必須加上假定稀釋性普通股轉(zhuǎn)換為已發(fā)行普通股而增加的部分。 10.非貨幣性資產(chǎn)交換的變革 新準(zhǔn)則規(guī)定,非貨幣性資產(chǎn)交換同時(shí)滿足如下兩個(gè)條件,應(yīng)當(dāng)以公允價(jià)值和應(yīng)支付的相關(guān)稅費(fèi)作為換入資產(chǎn)的成本,公允價(jià)值與換出資產(chǎn)賬面價(jià)值的差額計(jì)入當(dāng)期損益:第一,交換具有商業(yè)實(shí)質(zhì)；第二,換入資產(chǎn)和換出資產(chǎn)的公允價(jià)值能夠可靠計(jì)量。如果上述兩個(gè)條件不能同時(shí)滿足,則仍以換出資產(chǎn)的賬面價(jià)值作為換入成本,不確定損益。上述規(guī)定特別指出,若交易雙方存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,可能導(dǎo)致發(fā)生的交換不具有商業(yè)實(shí)質(zhì)。 其帶來的影響：新準(zhǔn)則

14、實(shí)施后,資產(chǎn)置換又能“造富”，主要原因來源于運(yùn)用了公允價(jià)值來計(jì)量。由此產(chǎn)生的結(jié)果,這一交換將再次產(chǎn)生利潤(rùn)。如以優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)換取劣質(zhì)資產(chǎn)等。如果非貨幣性資產(chǎn)交換具有商業(yè)實(shí)質(zhì),換入資產(chǎn)和換出資產(chǎn)的公允價(jià)值能夠可靠計(jì)量,公允價(jià)值與換出資產(chǎn)賬面價(jià)值的差額可計(jì)入當(dāng)期損益,將會(huì)影響企業(yè)當(dāng)期利潤(rùn),企業(yè)將可以通過資產(chǎn)重組提高當(dāng)期利潤(rùn)。雖然新準(zhǔn)則規(guī)定關(guān)聯(lián)方關(guān)系的存在可能導(dǎo)致發(fā)生非貨幣性資產(chǎn)交換不具有商業(yè)實(shí)質(zhì),但企業(yè)如果想操縱利潤(rùn),會(huì)想方設(shè)法予以規(guī)避,將關(guān)聯(lián)交易非關(guān)聯(lián)化。非貨幣性資產(chǎn)交換中,企業(yè)對(duì)商業(yè)實(shí)質(zhì)的判斷也存在一定的會(huì)計(jì)彈性。此外,在發(fā)達(dá)的市場(chǎng)條件下,公允價(jià)值比較容易確認(rèn),但是在市場(chǎng)不充分的情況下,如何確認(rèn)公允

15、價(jià)值則是一個(gè)難題,從而為企業(yè)的盈余管理留下一定空間。此前采用的賬面價(jià)值計(jì)算法,基本不產(chǎn)生利潤(rùn)。 3.2.11借款費(fèi)用的變革 新準(zhǔn)則將借款費(fèi)用資本化的資產(chǎn)范圍擴(kuò)大到包括固定資產(chǎn)、需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到可銷售狀態(tài)的存貨以及投資性房地產(chǎn)、存貨等。同時(shí)，也擴(kuò)大了可以資本化的借款費(fèi)用的范圍，不再限定只有專門借款的費(fèi)用才可以資本化，為購(gòu)建或者生產(chǎn)符合資本化條件的資產(chǎn)而占用了一般借款的，當(dāng)累計(jì)資產(chǎn)支出超過專門借款時(shí)，一般借款費(fèi)用也可資本化。 其帶來的影響:借款費(fèi)用資本化的資產(chǎn)范圍和可予資本化的借款范圍擴(kuò)大將減少費(fèi)用資本化當(dāng)期的財(cái)務(wù)費(fèi)用，增加企業(yè)的資產(chǎn)價(jià)值，進(jìn)而提高當(dāng)期的會(huì)計(jì)利潤(rùn)。如2006年度，華能國(guó)際按企

16、業(yè)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則編制的合并凈利潤(rùn)為55.50億元、在國(guó)際財(cái)務(wù)報(bào)告準(zhǔn)則下的凈利潤(rùn)則上升到68.89億元，其中僅“借款費(fèi)用資本化”一項(xiàng)差異因素就高達(dá)2.2億元。對(duì)于那些有息負(fù)債規(guī)模巨大的上市公司來講，如房地產(chǎn)公司、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的制造業(yè)公司以及資本化支出較大的公司的損益可能產(chǎn)生較大的正面影響，提高公司業(yè)績(jī)。如中國(guó)石化日前公布的2006年報(bào)顯示，執(zhí)行新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則后，“一般性借款費(fèi)用資本化”因素調(diào)增期初股東權(quán)益高達(dá)26.36億元。     總之,與現(xiàn)行會(huì)計(jì)制度相比，新準(zhǔn)則體系內(nèi)容更新較多，對(duì)會(huì)計(jì)職業(yè)判斷增多，技術(shù)難度較高，對(duì)會(huì)計(jì)從業(yè)人員提出了更高的要求。但是，我們也必須認(rèn)識(shí)到，隨著新

17、準(zhǔn)則的發(fā)布和實(shí)施,對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、全面建設(shè)小康社會(huì)具有重大意義,有利于推進(jìn)我國(guó)當(dāng)前實(shí)施的企業(yè)“走出去”的戰(zhàn)略,有利于穩(wěn)步推進(jìn)我國(guó)會(huì)計(jì)國(guó)際化發(fā)展戰(zhàn)略,全面提高我國(guó)對(duì)外開放水平。新準(zhǔn)則作為一個(gè)歷史性變革,可能會(huì)在很大程度上改變財(cái)務(wù)報(bào)表數(shù)據(jù),從而使上市公司的利潤(rùn)在短期內(nèi)發(fā)生較大的變化。如今年首份年報(bào)江南高纖2006年年報(bào)中披露的股東權(quán)益調(diào)節(jié)表顯示，按新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則核算，公司2007年1月1日股東權(quán)益增加了1761.75萬元。其中，按公允價(jià)值核算公司金融資產(chǎn)使凈資產(chǎn)增加了11.10萬元，按資產(chǎn)負(fù)債表債務(wù)法核算所得稅使留存收益增加了48.85萬元，將少數(shù)股東權(quán)益計(jì)入股東權(quán)益后使股東權(quán)益增加了1701.80萬元。當(dāng)然，一夜暴富的并不僅是江南高纖一家。截至2007年4月27日，滬深兩市已公布2006年年報(bào)的1303家上市公司，均根據(jù)要求對(duì)2006年12月31日的股東權(quán)益進(jìn)行了調(diào)整，并在年報(bào)中披露了“新舊會(huì)計(jì)準(zhǔn)則股東權(quán)