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1、本科毕业论文（设计）多功能报警系统设计 学士学位论文（设计）II目 录摘要与关键词 0. 引言 11. 系统的结构 12. 系统的组成 12.1 防窃声光控制电路 12.1.1 电路组成 12.1.2 电路图结构 22.1.3 工作原理 22.1.4 元器件的选用 22.2 可燃气体泄露报叫及自动通风电路 22.2.1 电路组成 22.2.2 适用范围 22.2.3 电路图结构 32.2.4 工作原理 32.2.5 元器件的选用 32.3 漏电（触电）保护开关电路32.3.1 电路组成42.3.2 电路图结构42.3.3 工作原理42.3.4 元器件的选用 42.4 中央处理单元42.5 报警
2、及外设部分53. 软件设计 54. 结语 6参考文献 6致谢 7学士学位论文（设计）III多功能报警系统设计摘 要随着电子技术的迅速发展和人们安全意识的增强，安全报警系统得以广泛的应用。本文详细的介绍了多功能报警系统的工作原理，系统框图、主要实现家庭的防盗报警、煤气泄露报警和漏电保护报警。关键词报警器; 家庭; 多功能The Design of Multi-purpose Alarm System AbstractAs the electronic technology develops rapidly and the peoples safety consciousness enhances
3、, the security alarm system is widely used in many fields. This article introduces in detail the principle of operation and the system chart of the multi -purpose alarm system. It mainly gives the family security alarms, the coal gas revelation alarms and the current leakage protection alarms. Key w
4、ordsAlarm apparatus; Family; Multi-purpose0 引言 学士学位论文（设计 ）2随着社会的进步发展，人们的物质生活和精神生活都发生了较大的变化，人们的生活习惯及生活方式也随之而变。如经常离家致使家中无人，给窃贼行窃提供了条件；由过去的燃煤转变为燃气，由于燃气泄漏而发生的事故也屡次发生，给人们的生命和财产带来不可估量的损失；由于家用电器的日益增多，因漏电而又不能及时切断电源而发生的触电事故也屡见不鲜。鉴于以上原因，为避免悲剧的重演和财产不受损失，要设计一套简单可靠、操作方便、实用性强、性价比高的面向家庭的报警系统。该报警系统能及时发现险情并能及时排除险情，具
5、有较高的实用价值。1 系统的结构 该系统是由三组监测电路、中央处理单元和报警及外设三部分组成。三组监测电路分别是防窃声光控制电路、可燃气体泄漏报叫及自动通风电路和漏电（触电）保护开关电路。每组监测电路都分别带有量程放大电路，都可以构成独立单元，并可分别放在不同的检测现场。中央处理单元采用单片机（89C51）构成，报警及外设部分由声光报警装置、键盘、数码管显示和日历时钟显示 4部分组成。系统结构原理图如图 1-1 所示：图 1-1 系统结构原理图2 系统的组成2.1 防窃声光控制电路2.1.1 电路组成控制由光控开关电路、预置定时电路、交流继电器控制电路和供电电源电路等组成 1。2.1.2 电路
6、图结构学士学位论文（设计 ）3图 2-1 防窃声光控制电路2.1.3 工作原理VT1、 IC1 和 R1、 R2、 C1等组成一个光控开关电路。时基集成电路 555 作为一个 RS 触发器， 它的工作状态受光敏三极管 VT1的通断情况控制。白天， VT1呈低阻，a 点的电位高于 2/3VDD ，使 555 处于复位状态，其输出端 3 脚呈低电平( 0.7V) ，IC 2无供电电源，不工作。入夜，光照极差，VT 1呈截止状态，a 点电位呈低电位(1/3 VDD)，使 555 处于置位，其输出端 3 脚呈高电位（接近于 VDD） ，为 IC2提供了工作电压。IC 2采用 14 级二进制串行计数/
7、分频集成电路 CD4060，其内部的门电路与外接的 R4、 RP2、 C5等可组一个自激振荡器电路，起振荡频率为 2051.RPFC调节 RP 2可改变其振频。该振荡信号经 IC2内部 14 级分频后，在其 Q 14端输出一个定时脉冲，当预置的定时时间到时，Q 14端便输出一个高电平信号。定时长短可通过 RP2来调节，如 3-7 小时。IC2的 Q 14信号分三路输出：一路经 VD 3加至 C 5的下端，使振荡器停振，这样 IC2的 Q 14就会保持在高电平状态；第二路信号经 VD1 , R 5加至中央处理单元，经中央处理单元处理后，使 SSR 获得信号，使 SSR 开通，插座 XS 得电，其
8、上的电灯或音响开始运行。SSR 是一种直流控制的交流固态继电器，它能将直流控制电路和强电交流电隔离，安全可靠。IC3采用音乐集成电路 KD-482。它内储有 20 首歌曲和警报声，音色优美，其触发方式有高电平触发和低电平触发二种。这里选用高电平触发有效的集成块。由于 CD-4060 在定时的时间到后 Q 14一直保持高电平，因而 KD-482 将连续播放内储的 20 首乐曲，并循环进行。供电电源电压为 6V，由交流降压变压器 T1降压后，经全桥整流器整流出 10V,再由三端稳压器 7806 稳压出 6V。KD-482的工作电压由二只 1N4001 串接后供给，实际工作电压为 4.6V。2.1.
9、4 元器件的选用VT1选用 3DU 型硅光电三极管，如 3DU21 、3DU 31等，其暗电流 I D 0.3 、亮电流 ALI1.0mA、收集极电流 = 20 mA；VT 2采用 9013 小功率管，h fe100；RP 1 、RP 2选用 WH5 型合cmI成膜电位器；R 1R 7采用 RT-1/8W 碳膜电阻器； C 1、C 3、 C 7、 C 8 采用 CD11-16V 电解电容器；C 2、C 4 、 C5选用 CC4D 型独石电容器；C 6选用云母或 CC1 型瓷介电容器；VD 1VD 3选用开关二极管 1N 4148； VD 4、VD 5采用 1N4001 管；VC 选用 1A/5
10、0V 全桥整流模快； T1采用 3W、次级电压为 8V左右的交流降压变压器；SSR 选用 1A、2A 或 3A 的交流固态继电器，其额定电流应大于工作电流的 22.5 倍，耐压应高于 400V。2.2 可燃气体泄露报叫及自动通风电路2.2.1 电路组成由气敏传感器检测电路、放大器、继电器控制排气扇电路、模拟发声电路和交流降压整流电路等组成 2。2.2.2 适用范围 用于家庭厨房、浴室内的天然气、煤气、液化石油气等可燃气体的泄露报警和自动排气。 学士学位论文（设计 ）42.2.3 电路图结构图 2-2 可燃气体泄漏报叫及自动通风电路2.2.4 工作原理 当室内空气有可燃气体时，QM-N 10 的
11、电导率增大，A、B 间电阻值急剧下降，使分压电阻 R 2上电压加大。一方面中央处理单元监测电压变化后迅速作出响应，迅速报警；另一方面导致由VT1，VT 2和 R 3R 6 , RP 3 组成的差动放大器的平衡状态破坏，VT 1 的基极有差模信号输入，VT 1的集电极有差动信号输出，经 VT 3放大后，加至由 VT4 、VT 5 集组成的达林顿型放大器上，并使之饱和导通，继电器 K 通电吸合，其常开接点 K1-1 闭合，排气扇电机 M 通电、排气；同时，VT 3输出的信号经 C1加至 VT 6的基极，经 VT 6倒相放大后，其集电极的低电平信号触发 IC1的 TG 5端，使 IC1触发发声。2.
12、2.5 元器件的选用气敏传感器采用高灵敏、高稳定性的 QM-N10，它是一种采用陶瓷半导体工艺的烧结型器件，在洁净空气中的阻值 R0为几十 k ，长期稳定性好，对天然气、煤气、液化石油气具有极高的灵敏度，并具有较篙的信噪比，抗干扰能力强等特点；响应时间 ts 10s；恢复时间 tc 60s；QM-N10 为旁热式器件，加热电压 Vff= (50.5)V，加热功率 Pf 0.5W ( 加热丝冷阻 Rf = (502) )。IC1采用 LCW 138 模拟声集成电路，这是一种采用片状黑膏软封装的 CMOS 器件，它有 10 个触发端，采用低电平触发，可产生 10 种不同模拟声响。选用可发出警笛声的
13、触发端 TG5，一旦有低电平信号触发，IC 1发生警笛声音响信号，经 由 VT 1、VT 2 组成的达林顿型放大器放大后，使驱动扬声器 B 发声报警。QM-N10 的灯丝加热电压 Uf =(50.5)V , 设计的交流降压整流电路的输出电压为 6 V。为保证QM-N10 的可靠工作，在其灯丝电路中串接了 RP1电位器。调节 RP1使其灯丝电压在 5V 左右。RP1选用 WH 7 型合成膜电位器； RP2RP 4可选用 WSW 型有机实芯微调电阻器；VT 1VT 8分别采用了功率三极管 9013、9014，其中 VT 1 , VT 2 为差分对管，要求二管的参数应尽量一致150，其余各管的 100；K 选用 JZC-22F/DC 6V 小型中功率电磁继电器；VDW 1，VDW ehf ehf2分别采用 0.25W/3V 的 2CW51 和 1W/6V 的 2CW104 稳压二极管；B 采用 0.5W 电动式扬声器；R1R 11采用 RT-1/8W 型碳膜电阻器；R 12 、R 13分别采用 0.5W 和 2W 的 RJ 型金属膜电阻器
