气体烟雾报警器(终稿)

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1、传感器课程设计1传感器课程设计一、设计要求1、功能与用途随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。保卫社会主义现代化建设，防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对烟雾进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中烟雾的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究烟雾的检测方法与研制烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。本烟雾报警器可以在

2、室内烟雾浓度达到一定程度时发出报警声，并同时具有发光报警功能。此项设计在教学中具有一定的现实意义，由于此设计还具有较好的性能指标，元器件选择方便、成本低具有实用价值，可用于家庭和空间适中的其他室内场合2、指标要求采用放大逻辑控制电路和振荡器的设计思路，运用传感器的基本知识，在对模拟电路基础理论和数字电路基础理论的理解上，设计一种气体烟雾报警器。基本要求：(1)电源电压不限，可以使用交流或直流电源。(2)有气体和烟雾时进行报警，无气体和烟雾后仍然维持报警一段时间。二、设计方案及其特点气体烟雾报警器的基本原理是当环境中有气体烟雾时，气敏传感器的阻值降低，导致电路中电

3、流或电压升高，开关元件探测到此变化，触发喇叭，实现报警。1、方案一二级远程报警电路设计这种设计采用二级设计[1]，第一级为气敏开关电路，其作用是探测气体烟雾的存在，报警并向远端接受装置发射报警信号。第二级为接收报警电路，其作用是接收第一级信号并在远端发出报警。第一级：11传感器课程设计气体烟雾气敏传感器开关元件喇叭电流变化无线电发射器第二级：无线电接收器远程报警电压变化图1二级远程报警电路设计框图2、方案二狭域报警电路设计这种电路设计定位于一定区域内的气体烟雾报警，它由电源电路、稳压电路、气敏传感电路和触发报警电路组成。气敏传感电路触发报警音响电路电源电路稳压电

4、路图2狭域报警电路设计框图11传感器课程设计3、方案三单片机报警电路设计报警器系统结构框图如图2.2所示，系统以单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集、浓度显示、时间显示、状态显示、声音及闪烁报警、按键输入、故障自检等功能。报警器采用巡检的工作方式，进行两级报警值设定，并发出不同的光、声信号。系统应采用高性能的单片机，要求工作稳定、测量精度高、通用性强、功耗低，保证报警器的精确性及可靠性，而且最好体积小，成本低，有利于减少报警器的体积，降低报警器的成本。传感器放大电路A/D转换器单片机状态指示灯声音报警浓度显示四个按键串口通信安全控制装置扩展功能图3可燃性气

5、体检测报警器结构框图4、方案选择二级远程报警电路设计适合于大型企业，大型商场以及图书馆等人流较多，安全隐患较分散又不明显的需要专门人员进行时时监控的较大范围区域。这种设计思路的优点是监控范围广，可进行远程报警，对于监测人员来说比较方便，但从实施上来看线路繁多，设计复杂，资金消耗较大。单片机设计电路测量精度高、成本低、工作稳定，但是用到单片机，较其它的设计成本高，使用复杂。11传感器课程设计狭域报警电路设计适合于一定区域内的气体烟雾报警，如个人家庭，一栋住宅楼，网吧等需要监控范围小的区域。这种设计的优点是简单易行，清晰流畅，设计简单，易于实现，而且不需要很多的资金

6、。从设计要求来看，两种方案都达到了设计要求，但设计要求较宽松，可见并不是定位于大范围的远程报警，所以本课程设计选择狭域报警电路设计方案。三、电路的工作原理图4气体烟雾报警器电路图工作原理是：电源采用220V交流电，通过变压器把220V交流电转变为9V交流电，再通过单项桥式全波整流电路将交流电转变为直流电，由于气敏传感器灯丝加热电压要求稳定，故采用稳压块7805进行稳压。555定时器组成的多谐振荡报警电路（如图7所示），电源经电阻R和R对电容C进行充电，其电压u由0按指数规律上升。当u≥V时，电压比较器G和G的输出分别为u=0、u=1，基本RS触发器被置0，=0,

7、=1,输出u跃到低电平U。与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R和R放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C的放电，u随之下降。当u下降到u≤V时，则电压比较器G和G的输出为u=1、u=0，基本RS触发器被置1，=1,=0,输出u由低电平U11传感器课程设计跃到高电平U。同时，因=0，放电管V截止，电源又经电阻R和R对电容C进行充电，电路又回到前一个暂稳态。这样，电容C上的电压在V和V之间来回充电和放电，从而使电路产生振荡，输出矩形脉冲。当有气体或烟雾时，A-B极间阻值降低，使4脚电位上升，555起振，扬声器发出警告。五、电路设计和参数计算1、电源电路此单元电路

8、[2]的任务是通过变压器