随着我国经济的飞速发展，人们对环保意识的提升，以及对城市排水管道清淤工作的重视程度日益增强。目前，我国城市排水管道清淤工作仍然普遍存在着人力劳动落后的状况，不仅体力消耗巨大、环境恶劣，而且在清理过程中可能释放出的有害气体对于工人的身体健康构成了严重威胁。此情此景，在河北省教育厅的大力支持下，我们研发了一款智能装备方案——排水管道自动清淤机器人。
这款机器人由行走机构、清淤机构和压紧力调节机构组成，采用分别驱动方式，以提高其嵌入性和降低成本。其中，我们选择了MCS-51单片机作为控制核心，由于其功能强大且灵活，便于实现单片机间的全双工串行通信。
控制过程如下：首先，将机器人通过提吊装置放入排水管道检查井中。启动按钮按下后，电机开始运行。当进入管道时，压紧力调节机构电机起动，并在检测值达到设定值时自动停止。在到达下一个检查井口时，清淤电机会停止转动，而行走电机会反向驱动使得机器返回原点。待完全退出管道后，再次停止行走电机会将该段管道的清理任务完成。
为了实现上述控制，我们设计了两个MCS-51单片机，其中一个位于地面上的电气控制柜中，另一个嵌入于机械内部。这两台单片机会通过全双工串行通信来交换信息。一方接收操作人员的手动信号并传递给另一方；另一方则根据传感器和编码器信号来控制三个电机的运转，并将运行状态信号反馈至操作面板显示。
MCS-51单片机中的串行通信模块提供了高效灵活的数据传输方式，可以选择不同的波特率和工作模式，即方式0、1、2或3，每种模式都有其特定的应用场景。在我们的应用中，我们选用方式1，因为它可以满足我们需要的一些特定条件，如固定波特率等。
利用这种串行通信技术，我们成功实现了两台单片之间无缝连接，无论是在长距离数据传输还是在减少系统复杂性方面，都展现出了显著优势。此外，这种设计还能有效降低成本，同时简化线缆管理，使得整个系统更加可靠与实用，为城市排水管理带来了新的希望。
