安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)-煙霧檢測(cè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警(編輯修改稿)
2025-01-06 22:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 掉電保護(hù)功能。 DS18B20內(nèi)部含有 EEPROM，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。 DS18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，因此也就被設(shè)計(jì)者們所青睞。 2 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及控制結(jié)構(gòu)圖，需要檢測(cè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的煙霧濃度。對(duì)于煙 霧傳感器的選型，要求傳感器的基于靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，使用壽命長(zhǎng)。上述要求本設(shè)計(jì)選用 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器作為系統(tǒng)采集煙霧信號(hào)用的傳感器。 MQ2 型 半導(dǎo)體可燃?xì)怏w傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫 (SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 MQ2 半導(dǎo)體可燃?xì)怏w傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃 蒸汽的檢測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。 （ 1） 在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)可燃?xì)怏w有良好的靈敏度 （ 2） 對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度較高 （ 3） 長(zhǎng)壽命、低成本 《安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 9 （ 4） 簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路即可 （ 5） 家庭用氣體泄漏報(bào)警器 （ 6） 工業(yè)用可燃?xì)怏w報(bào)警器 （ 7）便攜式氣體檢測(cè)器 可用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置， 適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測(cè)。 靈敏度調(diào)整 ： MQ2型氣敏元件對(duì)不同種類、不同濃度的氣體有不同 的電阻值因此，在使用此類型氣敏元件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。 輸入通道方案 選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)方案，需將外界測(cè)得的溫度和煙霧等模擬量輸入轉(zhuǎn)化成數(shù)字量。本設(shè)計(jì)采用了 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以將多路模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，因而省略了多路開(kāi)關(guān)。 A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來(lái)分，有 8 位， 10 位， 12 位， 16 位等。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價(jià)格也越貴。而就其結(jié)構(gòu)而言，有單一的 A/D 轉(zhuǎn)換器，有內(nèi)含多路開(kāi)關(guān)的 A/D 轉(zhuǎn)換器。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，確定轉(zhuǎn)換器的位數(shù)為 8 位。 外圍設(shè)備的選擇 。 根據(jù)本文的系 統(tǒng)要求選擇 LED 作為顯示裝置。 LED（ Light Emitting Diode） ， 發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED 晶片的一端附著在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“ PN 結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā) 出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成 PN 結(jié)材料決定的。 它具有以下特點(diǎn)： 1） 體積小 LED 基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，所以它非常小，非常輕。 2） 耗電量低 《安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 10 LED 耗電相當(dāng)?shù)?，直流?qū)動(dòng)，超低功耗（單管 瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近 100%。一般來(lái)說(shuō) LED 的工作電壓是 ，工作電流是 ；這就是說(shuō)，它消耗的電能不超過(guò) ，比傳統(tǒng)光源節(jié)能 80%以上。 3） 使用壽命長(zhǎng) 有人稱 LED 光源為長(zhǎng)壽燈。它為固體冷光源，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，燈 體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，使用壽命可達(dá) 6 萬(wàn)到 10 萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng) 10 倍以上。 4） 高亮度、低熱量 LED 使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。 5） 環(huán)保 LED 是由無(wú)毒的材料 做成 ，同時(shí) LED 也可以回收再利用。光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源 6） 堅(jiān)固耐用 LED 被完全封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，使得 LED 不易損壞。 7） 多 變幻 LED 光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有 256 級(jí)灰度并任意混合，可產(chǎn)生 256256256 ＝ 16777216 種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。 它的缺點(diǎn)： 當(dāng)前價(jià)格還太高，光通量低，當(dāng)前同等照度設(shè)計(jì)的 LED 光源價(jià)格大約相當(dāng)于傳統(tǒng)光源的 4 倍 。 可以做鍵盤的有：獨(dú)立式按鍵，矩陣式按鍵，獨(dú)立式鍵盤主要用于按鍵較少的場(chǎng)合，矩陣式鍵盤主要用于按鍵較多的場(chǎng)合，也稱行列式鍵盤。 由于只需要一個(gè)鍵控制復(fù)位裝置，所以選擇獨(dú)立式鍵盤。 報(bào)警電路是由一個(gè)三極管、一個(gè) 74ALS08 芯片和蜂鳴器組成。當(dāng)溫度值在設(shè)定的范圍時(shí)，單片機(jī) AT89C52 不發(fā)出動(dòng)作命令，當(dāng)超出溫度設(shè)定值值，單片機(jī)發(fā)《安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 11 出動(dòng)作命令，使三極管導(dǎo)通從而發(fā)出蜂鳴聲進(jìn)行報(bào)警來(lái)提醒操作人員實(shí)施相應(yīng)的補(bǔ)救措施。 《安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 12 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制單元電路設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)選用 AT89C52 單片機(jī)。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。 信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 煙霧報(bào)警器模塊 此模塊使用的是 MQ2 煙霧報(bào)警器，是 半導(dǎo)體型可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器。 傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫 (SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率 隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 ： 表 31 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 符號(hào) 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 15V AC or DC VH 加熱電壓 177。 V AC or DC RL 負(fù)載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω17
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