消防预警系统_毕业设计
基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计

基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计倒车防撞预警系统是一种能够帮助驾驶员在倒车过程中避免碰撞的设备。
本文基于单片机设计了一种倒车防撞预警系统,并进行了详细的介绍。
该系统主要由倒车传感器、控制电路、显示屏和蜂鸣器组成。
其中,倒车传感器用于检测车辆周围的障碍物,通过将传感器输出的数据传给控制电路进行处理。
控制电路根据接收到的传感器数据,计算出障碍物与车辆的距离,并控制显示屏和蜂鸣器发出相应的警报。
在设计中,我们选择了超声波传感器作为倒车传感器,因为它能够准确地测量障碍物与车辆的距离。
我们将超声波传感器固定在车辆的后部,并将其与单片机相连。
当车辆开始倒车时,超声波传感器开始工作,并将检测到的障碍物距离传给单片机。
单片机接收到传感器数据后,根据一定的算法计算出车辆与障碍物的距离,并根据距离的大小决定是否发出警报。
为了方便驾驶员了解障碍物的距离,我们在车辆驾驶室内安装了一个显示屏,用于显示障碍物与车辆的距离。
当障碍物与车辆的距离小于一定值时,系统还会通过蜂鸣器发出警报,提醒驾驶员注意。
在系统的设计过程中,我们考虑到了多种因素。
首先,我们要确保传感器的数据准确性,要选择合适的传感器并进行校准。
其次,我们要考虑到驾驶员对系统的操作是否方便,要保证显示屏和蜂鸣器能够清晰地传达信息。
最后,我们还要考虑系统的可靠性和稳定性,要进行充分的测试和优化。
倒车防撞预警系统可以提高驾驶安全性,避免驾驶员在倒车过程中因为盲区而发生碰撞。
我们通过基于单片机的设计,实现了一个简单有效的倒车防撞预警系统。
通过这个设计,我们还深入了解了单片机的应用和原理。
希望这个设计能够对相关领域的研究和开发工作提供一些参考和启示。
汽车倒车防撞报警器的设计--本科毕业设计(论文)

通过详细列举汽车倒车防撞报警器的若干代演变历程,分析了报警器的研究背景及意义,比较提出了报警器存在的各类问题,同时分析了在超声波测距基础上研发的该类产品的原理和方法。
详细介绍了在AT89C51单片机基础上同时结合超声波脉冲测距的设计出的一款汽车倒车防撞报警器。
通过测量超声波在空气中传播的时间和速度计算得到所测量距离。
详细介绍了超声波测距的基本要求及各类物件的特性,概括性的分析了硬软件模块部分的设计原理与方法,具有很高的可用性。
关键词:超声波;AT89C51;防撞;测距The design details a collision alarm car reversing several generations of evolution, to analyze the background and significance of alarm, comparing various issues raised alarms exist, and analyzes the development of ultrasonic distance measurement based on the principles and methods of the class of products. The design described in detail based on AT89C51 microcontroller combined with the design of ultrasonic pulses ranging reversing out of a car crash alarm. The design of the distance calculated by the measured time and the propagation velocity of ultrasonic measurement in air. Papers detailing the characteristics of the basic requirements of ultrasonic ranging and various objects, broad analysis of the hardware and software design principles and methods section of the module, with high availability.Keywords: ultrasonic; AT89C51; anti-collision; ranging1 绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 存在的问题 (2)2 超声波测距原理 (3)2.1 测距方法的主要类型 (3)2.2 选题使用的测距方法 (4)2.3 超声波测距原理及实现 (4)3 单片机的选择 (4)3.1 AT89C51的简介 (4)3.2 AT89C51的主要性能参数 (5)4 系统工作原理 (5)4.1 硬件部分设计 (6)4.1.1 超声波发送模块 (6)4.1.2 超声波接收模块 (6)4.2 语音电路 (7)4.3 软件部分设计 (8)4.4 调试与优化 (10)5结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1.1 课题研究背景及意义社会在进步,经济在发展,汽车已经成为人们出行必不可少的工具,交通拥堵情况日趋严重,不同级别的车辆事故也越来越频繁,给人们的人身安全和经济状况造成了或多或少的威胁,在这种情况下,设计一种响应速度快,可靠性高,经济实用的汽车防撞预警系统显得尤为重要。
RFID电动车遥控防盗报警系统方案设计毕业设计论文

毕业设计毕业设计题RFID电动车遥控防盗报警系统方案设计毕业设计类型□产品设计□工艺设计□√方案设计姓名班级所属系部物流信息系专业物流信息技术指导教师职称完成时间本设计是开发设计一款基于RFID的电动车无线防盗系统,目前市面上基于单片机的电动防盗报警系统基本完善,但是电动车被贼盗走后,车主想要寻回丢失的电动车却很困难,本设计在传统的基于单机片的基础上加了RFID射频识别功能。
设计从总体方案的设计入手,对无线收发模块、信号触发模块、报警电路模块等进行了相关的分析、选择及最终方案的确定。
设计用单机片作为控制单元,震动传感器作信号触发,RFID标签作定位和发送警报,远距离无线收发模块作传输信号,蜂鸣器作报警装置。
当单机片收到无线收发模块发出的预警信号后,进入预警状态,并当弹簧开关在受到外界震动影响后,接通电路,以使报警器报警,以此来威慑犯罪分子,达到保护电动车的目的。
本设计开发设计的电动车无线防盗报警器体积小、结构紧凑、成本低、生产率高、实用性强,适合大部分电动车消费者。
关键词:AT89C51单机片,RFID标签,震动传感器第一章引言 (1)1.1 电动车无线防盗报警系统研究背景 (1)1.2 电动车无线防盗报警系统的研究现状 (1)第二章电动车防盗系统组成与设计原理 (4)2.1 总体框架结构体系设计 (4)2.2 遥控器的设计方案 (5)2.3 射频识别部分 (9)2.4 报警模块的设计方案 (10)第三章系统器件选择 (12)3.1RFID (12)3.2 AT89C51(单片机) (15)3.3 振动传感器的选择 (16)第四章软件设计与硬件调试 (20)4.1 软件部分总体设计 (20)4.2 硬件安装与测试 (21)第五章无线遥控报警器的优势与展望 (23)5.1 无线遥控报警器的优势 (23)5.2 无线遥控报警器的成本分析 (24)总结体会 (25)致谢 (26)参考文献 (27)- 1 -第一章引言1.1 电动车无线防盗报警系统研究背景随着科学技术的迅猛发展,人民生活水平的不断提高,电动自行车已经进入人们的生活,并进一步改善了人们的出行。
汽车倒车雷达预警系统的设计及实现

毕业论文﹙设计﹚题目汽车倒车雷达预警系统的设计及实现学生姓名王阳学号********** 所在学院物理与电信工程学院专业班级通信1204班指导教师张文丽完成地点陕西理工学院2016年6月5日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1204 学生姓名王阳一、毕业论文﹙设计﹚题目汽车倒车雷达预警系统的设计及实现二、毕业论文﹙设计﹚工作自__2015 __年__ 12 _月__ 日起至_ 2016__年 6 月日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:1、本次毕业设计要求如下:设计一个汽车倒车雷达预警系统,要求:⑴该系统可实现汽车倒车时车尾保险杠和障碍物之间的测距,并能够实时显示;⑵系统可预设测距报警的下限值,当实际测距小于预设值时,系统应报警提示,同时可实现对预设值的调整和修改;⑶报警方式要求有两种以上,以更好地提示驾驶员车辆周边的情况,从而提高汽车倒车的安全性。
2、毕业设计成果要求:程序代码、硬件实物和论文,论文要求计算机打印(A4纸),论文有不少于3000词的相关英文中文翻译。
3、毕业设计时间安排:1—4周:查阅相关资料,熟悉题目内容,掌握设计原理,提交开题报告;5—10周:根据设计原理,进行相应软、硬件设计;11—12周:完善设计功能,整理资料并进行结果测试及分析;13—14周:毕业设计验收;15—16周:撰写、修改、提交毕业论文,毕业答辩。
指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名汽车倒车雷达预警系统的设计及实现王阳(陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1204班,陕西汉中 723001)指导教师:张文丽[摘要]汽车倒车雷达预警系统能在汽车倒车时为驾驶员提供周围障碍物信息,可降低倒车难度,避免驾驶员因方向感不强、判断和操作失误而引起的事故。
本课题设计了一个汽车倒车雷达预警系统,倒车时,驾驶者启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇障碍物产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断出障碍物的位置,由显示器显示距离并发出语音警示信号,以提示驾驶员车辆周边的情况,从而提高汽车倒车的安全性。
毕业论文:医院点滴注射检测预警系统设计

本科毕业设计(论文)医院点滴注射检测预警系统设计系别机电工程系专业班级机械工程及自动化学生姓名张少威指导教师曹东提交日期年月日论文统一用A4纸打印。
边距上 2.54cm,下2.54cm,左2.2cm,右2.2cm。
行距为固定值20磅。
华南理工大学广州汽车学院四号宋体,加粗,居中毕业设计(论文)任务书兹发给07届机械(1)班学生张少威毕业设计(论文)任务书,内容如下:1.毕业设计(论文)题目:医院点滴注射检测预警系统设计2.应完成的项目:(1)查阅相关医院点滴注射检测预警系统设计资料,并进行概述和文献综合(2)完成医院点滴注射检测预警系统设计原理图(3)完成传感器设计(4)完成电路及单片机硬件设计(5)完成系统软件设计(6)翻译一篇与论文相关的外文资料3.参考资料以及说明:(1)参考《51单片机c语言应用开发技术大全》完成单片机程序设计(2)参考51单片机学习开发板资料,完成硬件开发设计(3)参考《传感器原理与设计》完成传感器设计(4)(5)(6)(7)4.本毕业设计(论文)任务书于年月日发出,应于年月日前完成,然后提交毕业考试委员会进行答辩。
专业教研组(系)负责人审核年月日指导教师(导师组)签发年月日毕业设计(论文)评语:毕业设计(论文)总评成绩:毕业设计(论文)答辩小组负责人签字:年月日摘要在医疗系统中特别是关于点滴监控装置存在种种弊端,给病人及其医护人员带来诸多不便。
在一些大医院一个护士常常需要负责十几个、甚至几十个床位的液体点滴,很容易出现混乱局面,导致工作效率降低。
为了提高医院本身的管理水平和工作效率,为了保护病患的安全,及时拔下针头,换点滴药水,实现自动实时地监控液体点滴,因此,微机化自动实时的液体点滴监控系统的使用势在必行。
本文提出的液体点滴预警实时监控系统是用单片机AT89C52来控制和管理各个床号的液体点滴装置。
本文详细介绍了一种基于单片机AT89C52控制的医疗点滴预警控制系统的设计方法。
安防系统毕业设计(设计说明)

安防系统毕业设计(设计说明)本文是一篇安防系统毕业设计的设计说明,共左右。
一、设计背景随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高,社会安全问题日益突出。
为了保障人民的生命财产安全,加强公共安全管理,保持社会稳定,各种安防系统成为了现代社会中少不了的一个重要组成部分。
本设计旨在开发一种可靠、高效、兼容性强的智能安防系统,以维护社会稳定和百姓安全。
二、设计目标本设计的目标是为用户提供一个可靠的安防系统,具备以下特点:1. 可靠性高:系统需要有高度的可靠性,能够在各种复杂环境下保持正常运行。
2. 功能全面:系统需要具备各种常见的安防功能,如监控、告警、识别等功能。
3. 操作简单:系统需要提供用户友好的操作手段,让用户能够快速方便地使用系统。
4. 兼容性强:系统需要考虑各种硬件和软件平台的兼容性,保证可以与其他系统集成。
5. 可扩展性强:系统需要能够支持后续功能的扩展和升级,满足用户不断变化的需求。
三、系统功能设计本系统主要包括以下几个部分:1. 监控功能:系统通过摄像头和录像设备实现对场景内环境的监控和录像,记录重要场景的跟踪和记录。
2. 告警功能:系统通过传感器和分析算法实现对环境变化的预警,一旦发现异常现象就可以及时向用户发送警报信息。
3. 识别功能:系统通过人脸识别技术实现对来访者的身份认证,识别出未注册或被禁止进入的人员并进行报警。
4. 数据处理功能:系统需要对采集的数据进行处理分析、统计和评估,以帮助用户分析场景内的异常情况和提出改进建议。
5. 系统管理功能:系统需要提供各种系统配置和管理的功能,包括用户管理、设备管理和数据备份等功能。
四、系统硬件设计1. 主控板选型:主控板是整个系统的核心部件,需要选择高性能、低功耗的嵌入式主控板,例如树莓派、Arduino等。
2. 摄像头选型:摄像头是系统的主要输入设备,需要选择分辨率高、图像清晰、动态性能好的网络摄像头。
3. 传感器选型:系统需要选择适合不同环境应用的传感器,如声音、温度、湿度、光线等传感器。
大学毕业论文设计_如何建立完善企业的财务预警系统

如何建立完善企业的财务预警系统摘要随着中国加入WTO,中国企业将面临着更大的机遇与挑战。
传统财务理论持续经营假设逐渐松动,企业面临的不确定性日益增大。
企业因财务危机导致经营陷入困境,甚至宣告破产的例子屡见不鲜。
事实上,企业陷入困境是一个逐步恶化的过程,这通常从财务上可以看出来。
适时、准确的对企业财务进行预警分析是市场竞争体制的客观要求,也是企业生存发展的必要保障。
财务预警系统可以为企业胜利到达彼岸起到保驾护航的作用。
属于微观经济预警的财务预警系统,无论在国内还是国际上,都处于一种前沿性和探索性的研究阶段。
企业财务预警作为经济运行的晴雨表和企业经营的指示灯,对其进行研究不仅具有较高的学术价值,而且有着巨大的应用价值。
关键词财务预警;财务预警系统;财务预警分析AbstractAs China joins WTO, Chinese enterprises will face greater opportunity and challenge. Manage and suppose continuously in the traditional financial theory that becomes flexible gradually. The Uncertainty that enterprises face increases day by day. Enterprises result in managing and getting into a difficult position because of the financial crisis, even the example of declaring bankruptcy is of common occurrence. In fact, it is arouses worsened progressively that enterprises get into a difficult position, this usually could been found out from the financial affairs. In right time, accurate carrying on early-warning analysis to enterprise’s financial affairs is the objective requirement for the market competition system, it is the essential guarantee of enterprise’s survival and development ,too. Financial early warning system can reach the other shore to play a role in escorting for enterprise’s victory. Financial early-warning system belong to micro economy early-warning. No matter at home or in the world, at a kind of front and exploratory research stage. Enterprise’s financial early-warning, as the barometer of economical operation and indicator lamp which enterprises managed. Carrying on research to it not only has higher academic values, but also there is enormous using value.Key Words Financial Early-Warning; The system of Financial Early-Warning;The research of Financial Early-Warning目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本文主要研究内容及方法 (2)1.4 本文结构 (3)第2章企业财务预警系统概述 (4)2.1 企业财务预警系统含义 (4)2.2 企业财务预警系统的作用 (4)2.3 财务预警指标的选择原则 (5)第3章企业如何实施财务预警分析 (6)3.1 企业财务预警分析方法 (6)3.1.1 定性预警分析方法 (6)3.1.2 定量预警分析方法 (8)3.1.3 定性与定量综合预警分析方法 (9)3.2 企业财务预警系统的构建模型 (10)3.2.1 判定模型 (10)3.2.2 概率模型 (11)3.2.3 人工神经网络(ANN)模型 (12)3.3 现有财务预警方法和模型的局限性 (13)第4章进一步完善财务预警系统的建议或措施 (15)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)第1章绪论1.1 课题背景市场机制像一把双刃剑,一方面它让企业在市场上获得发展的机遇;另一方面,它又可以让企业在激烈的竞争中随时面临各种各样的困境。
矸石山自燃智能监测预警系统的设计

科技情报开发与经济 SCI—TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 201 1年第21卷第17期 文章编号:1005-6033(2011)17-0156-03 收稿日期:2011-04—17 矸石山自燃智能监测预警系统的设计
达峰,赵建峰,李晨昭 (中国矿业大学应用技术学院,江苏徐州,221116) 摘要:随着我国煤炭产量的增加,矸石的排放量也大幅增加,矸石山自燃的预警成为 矸石山治理过程中的一个重要课题。对一种矸石山自燃智能监测预警系统的硬件和软 件设计、运行方式及运行效果进行了详细的介绍。 关键词:矸石山;自燃;智能监测预警系统;系统设计 , 中图分类号:X83 文献标识码:A
矸石是煤炭开采过程中排出的一种固体废弃物。随着我国 社会经济的发展,煤炭产量逐年增加,矸石排放量也因此水涨船 高。我国煤矸石的年排放量达1亿t以上,历年累计堆存量达30 亿t,构成不同规模的矸石山数千座。矸石山除了占用大量土地 资源外,还有一个最大的危害就是易发生自燃。据统计,我国的 矸石山中约有1/4发生自燃,严重破坏了矿区的生态环境,并对 安全生产造成了巨大的威胁。 因此,根据矸石山的自燃机理,设计一种高效的自燃预警系 统,有重要的社会经济意义。 矸石山的自燃过程要经历潜伏期、自热期,与此对应的状态 有矸石堆内部温度和气态成分的变化。气态成分变化是由温度 上升引起的,且测试气态成分的设备比较昂贵,使用条件比较苛 刻,所以在矸石山自燃监测预警系统中,比较适宜采用温度在线 监测方式。
近几年菏泽市几项大的市属重点工程建设,如大剧院的建设、赵 王河公园建设、长江路拓宽改造等城市重点工程建设的拆迁、测 算,因注重利用档案馆提供的房产数据库信息,在建设过程中, 拆迁前的调查、丈量、测量的过程和原来相比大大加快,有效地 保证了建设工程前期工作的顺利进展,为这些工程的按期完成 以及提升城市功能和品位发挥了应有的作用。 3结语 总之,现在的房产档案管理部门已远不是过去的“看摊”和 “守门”角色了,应当以全新的视角认识房产档案的社会功能,不 断加大改革力度,逐步建立适应市场经济的管理机构、工作机制 和工作制度,高质量、多渠道地为社会服务、为经济建设服务,使 房产档案的社会功能充分实现。 参考文献 [1]玄艺兰.论房产档案室的数字化建设[J].中华教育周刊, 2003(6):26—27. [2]周长华,吴小军_高校档案管理网络化建设[J]I扬州大学学 报:高教研究版,2oo4(8):6—8. [3]郭晓光.房产处分和权属登记[J].理论与实践,2004(3):45— 46. [4]刘敏.档案管理新谈[J].山东档案,2002(2):20-22. (责任编辑:邱娅男)
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目录1前言 (1)2系统方案设计 (2)2.1总体方案描述 (2)2.2方案论证 (2)2.2.1 方案一 (2)2.2.2 方案二 (3)2.2.3 方案三 (3)2.3方案选择 (4)3单元模块电路设计 (5)3.1信号采集系统电路设计 (5)3.1.1 CO2检测的意义 (5)3.1.2 CO2传感器TGS4160 (5)3.1.3 二氧化碳传感器TGS4160工作原理 (7)3.2信号调理电路设计 (9)3.2.1放大器的基本原理及应用 (9)3.2.2运算放大器TLC271的基本特点 (11)3.2.3 A/D转换基本原理 (12)3.2.4 ADC0809的结构及转换原理 (13)3.2.5 ADC0809与单片机AT89C52接口电路 (16)3.3浓度显示模块设计 (17)3.4声音报警单元电路设计 (20)3.5排烟驱动电路单元模块设计 (21)3.5.1常用继电器的工作原理 (21)3.5.2 继电器主要产品技术参数 (22)3.5.3 继电器测试 (22)3.5.4继电器的电符号和触点形式 (23)3.5.5 继电器的选用 (23)3.6单片机控制系统设计 (24)3.6.1 单片机的应用 (25)3.6.2 AT89C52介绍 (26)3.6.3 单片机外围电路设计 (29)3.7电源设计 (30)3.8系统设计 (31)4程序设计 (32)4.1程序功能介绍 (32)4.2程序流程图设计 (32)4.2.1声音报警程序流程图 (32)4.2.2 A/D转换程序流程图设计 (33)4.2.3 系统流程图设计 (34)4.3系统程序设计 (35)5结论 (38)6总结与体会 (39)7致谢 (40)8参考文献 (41)附录 (42)附录1:系统电路图 (42)附录2:外文文献翻译 (43)1前言我国消防预警系统的发展经历了从无到有,从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高。
特点是随着计算技术和检测控制技术的发展,使火灾自动探测报警技术有一个很大的飞跃。
目前我国火灾自动报警控制系统大多应用在大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所,它们所用的都是一些采秀集中一区域报警控制方式的智能化程度较高的总线式报警控系统,而一些象住宅区和商业住宅楼等特别需要设置一种单一或域连网的廉价实用的火灾自动报警探测装置,在欧美等一引起发达国家和地区新建民用住宅房时,规范都要示必须安装火灾自动探测报警装置例如美国在七十年代(1976年6月16日颁发)联邦法规中明确规定所有的新建公寓、住宅、活动住房等都必须安装家用感烟火灾报警器,因此其火灾探测报警器便由1971年的年销售量5万只一跃上升到1976年的800万只,目前保持在年销售量1500万只左右。
市场容量很大,在我国的一些发达的地方,现在对这些产品的需求也很大。
现代建筑的特点是楼层不断加高,这主要是从缓解城市用地紧张的角度出发的,同时还便于集中供电、供热、供气,便于集中控制和管理。
现在,不论是普通型(比如民用住宅)还是豪华型(比如高级宾馆)的高层建筑,都日益重视防火和安全技术的普及应用。
因为其楼层多、人员密集,如果发生火灾,疏散困难,扑救也困难,势必造成严重的人员伤亡和财产损失。
为了保障高层建筑安全可靠,必须设计出具有可靠性高、实时性好的火灾自动报警与消防系统,其要求是:(1)当有火情发生时,能以最快的速度检测报警,并能检测火情发生的具体地点(特定的地址编码);(2)经查实确认后,能及时的通报消防部门灭火;(3)系统本身应有自身故障检测的功能,如系统欠电压报警和自检功能等,保证自动报警系统功能完好;(4)较高的系统抗干扰能力,防止系统发生误报警。
利用气体、烟雾传感器构成各种消防预警系统的方案已经很成熟,但这类系统的设计是基于当出现火灾时,强烈的火焰及很浓的烟雾条件下使报警系统动作的,因而,这类系统不需要传感器有很高的灵敏度。
同时由于传感器易受工作环境的温度、湿度等多种因素的影响,也不可能设置太高的灵敏度。
显然这样的系统是无法用于现代居室及建筑等公共场所禁止吸烟的烟雾检测,采用单片机技术的高灵敏度的烟雾报警装置,可以实现对一定范围内烟雾浓度的检测。
[1]2系统方案设计2.1总体方案描述本设计要求通过单片机控制技术设计一个消防预警系统。
该系统能够通过对烟雾浓度的检测实现消防报警功能。
并通过LED数码管实时显示烟雾浓度值,在烟雾浓度超过一定值时通过声音报警电路报警和自动启动排烟设备,以达到消防报警的功能。
2.2 方案论证本设计共有三套备选方案,下面分别介绍这三种方案。
2.2.1 方案一图2.2.1 方案一原理框图在本方案中,采用光电式烟雾传感器作为烟雾浓度检测器件,运算放大器则采用uA741作为放大器件,单片机微控制器则使用AT89C51。
浓度显示使用LED数码管显示,报警电路使用电铃报警,排烟控制单元则使用继电器控制风扇排烟。
2.2.2 方案二图2.2.2 方案二原理框图在本方案中,使用CO 检测传感器QM-N7Ⅱ烟雾信号检测传感器件,单片机微控制系统和烟雾浓度显示与方案一相同,报警器则采用电铃报警,排烟驱动使用光耦隔离驱动后项排烟设备。
2.2.3 方案三图2.2.3 方案三原理框图本方案运用CO 2传感器TGS4160作为烟雾信号检测传感器件,单片机微控制系统采用AT89C52作为微处理器,烟雾浓度显示采用LED 数码管显示,排烟驱动电路则采用继电器控制风扇开关以实现排烟。
报警电路采用蜂鸣器作为报警提示。
2.3 方案选择TGS4160是一种固态电化学型传感器,该器件体积小、寿命长、选择性和稳定性好,能广气体的长期监测等应用场合。
QM-N7Ⅱ型气敏元件是以铁的氧化物为主泛运用于通风换气或CO2材料的N型半导体气敏元件,其作用的原理是:当元件接触一氧化碳气体时,其电导率随气体浓度的增加而迅速增高。
光电式烟雾传感器由一只红外发射管、一只红外接收管和烟室组成。
在正常状态下,红外接收管不能接收到红外发射管发射的光信号。
在烟雾进入烟室后,由于烟粒子的“漫反射”作用,红外接收管就会接收到红外发射管发射的光信号并产生光电流,实现由烟雾信号到电信号的转变。
用继电器控制风扇开关以实现排烟,继电器可以驱动后端较大电压。
而采用光电耦合器隔离,可以实现与后端电路的干扰之间电气隔离。
单片机AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,它有8K字节Flash闪速存储器,256字节内部RAM。
AT89C51是一种低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4K的EPROM和128字节的随机存取数据存储器(RAM)。
运算放大器uA741输入电源电压+3~+18V和-3~-18V,采用双电源供电,输入阻抗1MΩ,功率50mW。
TLC271输入电压采用单、双电源3~16V供电均可,输入阻抗高达1012kΩ,而输入失调电压仅为0.1μV/V。
通过对上述方案及器件的比较,方案三较为适合本设计系统的要求。
据研究表明在火灾事故中,产生的烟雾中大部分成分是CO2,所以以CO2检测作为消防预警有比较实际的意义和作用。
根据TGS4160的特性,信号调理电路的放大器需要选择输入阻抗高,失调电压小的器件。
所以综合选择方案三作为本次设计的系统方案,且方案三在技术上较为成熟。
3单元模块电路设计3.1 信号采集系统电路设计本系统信号采集系统为对空气中CO2气体浓度检测,由于CO2在空气所占比例较高,所以一直以来CO2浓度是衡量空气质量的主要指标。
同时,通过研究表明在火灾中,燃烧引起的大量浓烟中,其主要成分就是CO2气体。
3.1.1 CO2检测的意义尽管环境科学早有定论,二氧化碳浓度是表征环境空气质量好坏的主要指标之一,但由于对这种惰性起缺乏一种工作稳定、测量精确度而又使用经济的传感器,以致基于二氧化碳浓度测量的空气质量控制系统至今仍未得到广泛采用。
现在新型固体电解质传感器的问世,已经能够为空气质量控制系统生产一些工作稳定,反应迅速的二氧化碳传感器,TGS4160就是其中之一。
在二氧化碳浓度测量中应用最广的是一种名为“非色散红外线吸收”(简称NDIR)的技术,它利用二氧化碳吸收波长4.27um红外线的物理特性来有选择地准确测量二氧化碳的分压,尤其是在二氧化碳绝对浓度很高(甚至高达100%)的情况下更能准确测量起浓度。
令人遗憾的是,这种方法在测量浓度较低二氧化碳时要求红外线通过较长的光学路径,才能获得足够明显的吸收效应。
该红外线测量法具有长期稳定和不使用活动部件的优点,但体积庞大,需要使用精密光学镜头,因而制造成本相当昂贵。
时常上有少数采用液体电解质的二氧化碳传感器,其主要缺点是寿命短、输出不稳定和读数再现性差。
此外,还存在泄露电解液的危险。
因此,这种传感器不适合用于通风控制系统。
某些固体具有内部离子可以移动的特性,因而适合用作气体传感器的电解质,尤其适合用来检测CO2、NOX或NASICON等气态氧化物。
NOX是基于钠的超电离导电材料,NASICON则是一种可以传导钠离子的陶瓷材料。
后者的化学分子式是Na1+xZr2SixP3.xO12,其中0<x<3,当x=2时离子导电率达到最高值。
许多研究项目试图用NASICON材料和化学活性层来制成传感器的电化学单元,以便得到依赖于环境气体浓度的电压,其大量生产的主要障碍是固体二氧化碳传感器的稳定性和读数再现性不够好。
然而,最近日本半导体气体传感器生产厂家Figaro公司已经开发出一种工艺,它可以使固体电解质二氧化碳传感器具有可重复再现的特性和很低的湿度相关性,从而使长期稳定的二氧化碳传感器成为一种标准器件。
3.1.2 CO2传感器TGS4160TGS4160新型二氧化碳传感器具有长期稳定性好、检测灵敏度高、湿度依赖性低等优点,TGS4160型CO2传感器特别适合于连续监测CO2的场所,它不需断电,其稳定性好。
但TGS4160传感器不适合做便携式或手持式CO2测量仪器。
因为预热时间太长,不能即时测量,同时传感器的功率也较大。
此外,传感器暴露在某些气体中(如氯气)会降低灵敏度,由于沸石可以对某些气体(如乙醇)加以滤除。
因此,不用时可置于干燥剂中,并用专用袋进行密封。
TGS4160二氧化碳传感器是FIGARO(弗加罗)公司生产的固态电化学型气体敏感元件。
这种二氧化碳传感器除具有体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特点外,同时还具有耐高湿低温的特性,可广泛用于自动通风换气系统或是CO2气体的长期监测等应用场合。
但是,由于TGS4160的预热时间较长(一般为2小时),所以,该器件比较适合于在室温下长时间通电连续工作。
此外,为了方便客户使用,FIGARO公司还专门设计了带温度补偿的传感器处理模块AM-4。