《自动感应门.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动感应门.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 成绩评定： 传感器技术 课程设计 题 目 自动感应门 摘要 近年来随着社会的进步，人类的发展,计算机在社会领域的渗透,单片机以其体积小、重量轻、价格便宜等特点广泛应用到国民经济建设及人们工作和生活各方面,并成为科学技术现代化的重要工具。由于单片机所拥有的诸多特点，人们将其溶入于生活。在我的生活环境中，充斥着各种各样与单片机相结合而诞生的产物，如交通灯、声控灯、感应自动门等。我在这次课程设计中所选择的，就是单片机与门结合的产物，自动门系统。 本次课程设计着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统 关键词：步进电机 热电释人体红外传感器 红外传感器 51单片机目 录一 、设计目的1二
2、、设计任务与要求12.1设计任务12.2设计要求1三、设计步骤及原理分析23.1设计方法23.2设计步骤23.3设计原理分析2四、课程设计小结与体会4五、参考文献5一、设计目的 随着科学技术的发展，我们的生活发生了巨大的变化。一个智能化、自动化的社会已经开始呈现于我们的眼前，这为我们提供了非常多的便利。其中自动门就是自动化进程中的一个典型代表，此设计就是运用所学的知识，结合实际需要而进行研究的。 为了增强自动门运行的可靠性,提出了一种以51单片机为核心的自动门控制系统。分析了该控制系统的工作原理,描述了系统的硬件组成,介绍了人体感应探测、自动门运行位置检测、门运行障碍检测等控制电路的工作过程,
3、对单片机的选型及I/O点的确定进行了说明。结合51单片机的运行特点，对控制系统的工作流程作了合理的优化。在此基础上,采用结构化的编程方法,给出了主程序模块、开门子程序模块、关门子程序模块的程序流程图。系统已通过硬件和软件调试,在实际中获得了应用。2、 设计任务与要求2.1设计任务 自动门具有当人靠近时自动开启，人离开时自动关闭，出现故障时自动门自动反转退出，停电时可以继续工作。2.2设计要求一个自动门的设计还要包括下面三个方面：（1）智能化设计 自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。使自动门始终保持在最佳运行状态。并具有自动矫正功能，即使遇到大风等
4、原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。（2）安全性设计 具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力区域时以安全速度前进，避免夹人事件和机件损毁的现象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门寿命。门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在3.5公斤以下，方便、安全、可靠。（3）稳定性设计 自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达.由于采用步进电机驱动，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越的稳定性。由于采用高性能的电源输入，不管电
5、压波幅多大均可自动稳压。此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施，有效保障自动门运转的稳定耐久和安全。自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选用：1、安全辅助装置 如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的人被门所夹住。 2、备用电源为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。 3、辅助光线传感器 在需要的地方，自动门可以安装辅助光线传感器（红外对射保护装置），当门打开时，人站着不动，用手遮挡辅助光线传感器，门应该保持打开状态。当手离开后几秒后，门应该重新关闭。综上所述，自动门在很多领域具有不可比拟的优越性，随着国民经济的快速发展，自动门在我国已经迎
6、来了快速发展的黄金时期。3、 设计步骤及原理分析3.1设计方法 1、有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。 2、 当人离开后，自动门将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外
7、线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。 使用红外接收头和发射管配合，利用38k频率解决灵敏度问题。38K调制和发射电路。使用一个定时器的快速PWM模式产生38K调制信号，通过剩余的四个施密特触发器（有2个已经用在光电编码部分）缓冲，推动8050三极管和红外发光管来发射已经调制的红外线。3.2设计步骤 一、思考讨论自动感应门要实现的功能。 二、查找资料，了解传感器、步进电机与单片机的使用。 三、构建模拟系统。 四、画出流程图，
8、编写自动门程序，并调试程序。 五、将程序烧入单片机进行调试。3.3设计原理分析 红外自动门控制系统的硬件组成如图所示。本系统主要由51单片机及其外围电路、人体红外检测电路，门行光电检测电路、步进电机控制电路、故障检测电路、故障显示电路、控制方式切换电路等七部分组成。单片机循环检测红外检测电路和门行程检测电路输出信号，据此产生步进电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应的控制方式。如门在关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开，当系统出现故障，进入故障处理程序。（1）主控制器： 它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令
9、，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。（2）感应探测器： 负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。（3） 步进电机： 提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。当门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下： 感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，步带转动一段时间后，马达反转，自动门关闭。（1）根据该设计要实现的基本功能，设计大致应该分为信号采集，信号处理，信号控制和信号响应四个部分。信号采集接收部分即通过
10、红外线传感器检测人与门的距离，并将这种变化量转化成电压或电流等模拟量的变化。信号处理部分是将接收部分得到的电压或电流等变化进行必要的转换，为后一部分信号控制提供准备。信号控制部分是通过一预定控制方式等实现对设计要求的准确操作。信号响应是实现控制部分的要求。（2）对上述四个部分进行分析，得到如下一些基本的结论：1、信号接收部分为了能准确采集到人与门的距离应选用红外线传感器。2、信号处理部分应该根据实际情况选用八位的ADC0809模数转换芯片。3、控制部分为了实现精确控制，采用单片机较为合适。 4、显示部分可以考虑采用LCD显示器和喇叭加LED点阵组成。4、 课程设计小结与体会 通过本次课程设计，使我了解了热电释人体红外传感器的相关知识以及如何使用和步进电机驱动方法。让我了解了传感器工作原理以及步进电机工作原理。 基于自动感应门在日常生活中所带来的便利性，本次课程设计提出了设计基于单片机的自动门控制系统。该系统采用新型的人体热释电传感器和红外传感器来作为测量传感器。其中本系统通过人体热释电传感器检测是否有人员进入，通过红外传感器检测门所处的状态。此外本系统还有自动报警功能。当自动门出现异常时，我们的系统能够自动进行声光报警。5、 参考文献1刘坤.51单片机典型应用开发范例大全.中国铁道出版社.2011.112刘君华.传感器技术及其应用实例.电子工业出版社.2008.5
