毕业设计（论文）-校园安全监控网络系统

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1、第1章绪论1.1选题意义及研究目的高校是一个人口非常稠密的地方，同时高校有大批微机室和先进的实验室，但几乎所有高校都不同程度的发生了火灾，失窃之类的安全事故，给学校和个人造成了不小的损失，影响了正常的教学和生活，校园的安全已成为高校深化改革进程中不容忽视的大事，如何才能确保学校和个人的财产安全，师生的人身安全呢？除了加大安全教育的力度外，对学校安全进行监控正变得日益重要。我们可以利用计算机网络与传感器和信号采集，电视监控等技术结合起来，建立校园安全监控网络系统，对校园安全进行集中监控。同时也有利于发挥我们实验室的优势

2、，拓宽罗克韦尔自动化产品的应用途径，使之应用在楼宇自动化领域1.2监控系统结构1.2.1系统设计目的和原则系统设计的目的：在无人看守的情况下对办公室，微机室实验室等场所进行自动集中监控，以使安全危害减少到最小。系统设计的原则：充分利用校园的现有资源，对火灾失窃等进行实时，准确，可靠的报警和处理。安全监控网络系统的结构图如图1-1所示-36-图1-1系统结构简图1.2.2主要组成部分简介1.传感器。传感器的作用是进行数据采集。根据校园安全监控的要求，我选用了以下几类传感器。(1)Cu50温度传感器：用于探测环境温度；-

3、36-(2)MQ烟雾传感器：用于探测烟雾火险；(3)42GNP－9000光电传感器：用于检测人员出入并计数；(4)数字摄像头：用于摄录现场情况。2.PLC单元。主要实现的功能：(1)连接多个传感器，利用传感器进行设防和撤防；(2)采集各传感器的数据并传输给前端监控机；(3)一旦出现异常，能在前端监控主机的控制下启动现场报警器进行报警。3.前端监控主机。前端监控主机可以是实验室或办公室的微机。主要作用是：(1)对PLC传来的信息进行分析和处理，确定异常的类型，报警的位置(2)一旦出现异常，控制PLC启动现场报警器进行报

4、警；(2)存储现场异常信息。4.报警器。报警器主要采用声光报警器，作用是提醒人们有险情发生。1.2.3系统软件设计系统监控软件以Windows环境为平台，有两大部分组成：前端监控软件和后端监控软件。本文主要负责前端监控软件。前端监控软件主要包括以下几个部分：(1)信号收集和处理：收集现场各传感器传来的信号；(2)前端控制处理：对收集的信号与预先设定的报警门限进行比较，判断是否报警；(3)现场报警：对于一旦收到现场控制模块发送来的报警信息，立即启动现场报警。-36-1.3本文主要工作本文的工作主要包括以下三个方面，分别

5、是：选择系统所用传感器；配置PLC并进行编程；DeviceNet的硬件连接及组态。1.3.1系统所用传感器的选择温感：鉴于系统对环境的要求，本打算采用达拉斯公司的DS18B20数字温感，但由于DS18B20不能直接连接在PLC上，只好放弃。最后用模拟量温感，基本实现了功能。烟感：选用了MQ气敏元件。光眼：实验室现有的42GNP－9000型散射式设备网用光电传感器。1.3.2PLC的配置及编程本次实验中采用的PLC是AB公司SLC500系列的SLC5/03型CPU，1747－SDN扫描器（DeviceNetScanne

6、rModule）；1746-OB16输出模块和1746－IB16输入模块各一个；以及1746－NR4模拟量输入模块一个。以上设备共同构成了所用的PLC框架结构。编程主要实现的是对传感器信号输入的检测，比较以及输出报警信号。-36-第2章传感器特性及应用传感器在本实验中起到的功能主要是数据采集。一共采用了温感，烟感和光电传感器三种不同的传感器。2.1温度传感器特性及其在系统中的应用为了尽可能的应用实验室现有的设备，采用了Cu50热敏电阻作为传感器，与AB公司的1746－NR4模拟量模块配合使用。传感器的特性如下表所示：

7、温度℃－1001020304050阻值47.8550.0052.1454.2856.4258.5660.70表2-12.2烟雾传感器特性及其在系统中的应用2.2.1烟感的结构，外形及特点MQ系列烟感元件的结构和外形如图所示。由微型AL2O3陶瓷管,SnO2敏感层，测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6支针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。此类烟感具有很好的灵敏度和良好的选择性;并具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。

8、-36-图2-1烟感的结构与外形2.2.2烟感的性能和应用电路1.标准回路：如图3所示，MQ气敏元件的标准测试回路由两部分组成。一部分是加热回路，另一部分是信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻的变化。标准回路原本是用来测试所用的传感器是否能正常工作的，实际使用时厂家提供了较为复杂的应用电路。可分为两部分：信号感测部分和报警部分。温感本身工