智能倉(cāng)庫火焰報(bào)警器設(shè)計(jì)與制作.doc

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傳感器檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)智能倉(cāng)庫火焰報(bào)警器設(shè)計(jì)與制作 2016 年 6 月目錄1緒論22系統(tǒng)工作原理32.1火災(zāi)形成的原因32.2火焰報(bào)警控制器的原理43硬件電路設(shè)計(jì)53.1 電子元器件介紹53.1.1 電源指示發(fā)光二極管53.1.2 電壓取樣電位器53.1.3 蜂鳴器63.1.4火焰?zhèn)鞲衅?3.1.5 輕觸開關(guān)83.1.6 半導(dǎo)體三極管83.1.7通用運(yùn)算放大器LM35893.1.8雙D觸發(fā)器401393.2 電路原理圖設(shè)計(jì)103.2.1 火焰感應(yīng)電路設(shè)計(jì)103.2.2 手動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)103.2.3 信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)113.2.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)113.2.5電路原理圖設(shè)計(jì)整圖123.3.6工作原理分析124安裝調(diào)試135總結(jié)136附錄141元器件清單142硬件實(shí)物圖143硬件電路焊接實(shí)物圖153參考文獻(xiàn)161緒論多少年來，火災(zāi)一直是人們所遭遇的最主要災(zāi)害之一，曾對(duì)人類的文明造成了重大破壞，許多著名的建筑大都?xì)в诨馂?zāi)。例如：我國(guó)的南宋在杭州建都后，先后發(fā)生火災(zāi)20次，其中5次使全城為之一空。公元1201年3月（農(nóng)歷）的一場(chǎng)大火燒了數(shù)天，蔓延到城內(nèi)外10余里，燒毀宮室、軍營(yíng)、倉(cāng)庫、民宅等58000余間，受災(zāi)達(dá)186300余人，成為我國(guó)災(zāi)害火災(zāi)之最?，F(xiàn)在,火災(zāi)仍然不斷對(duì)人類社會(huì)造成巨大損失傷害,根據(jù)世界火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中心的統(tǒng)計(jì),近年來全球范圍內(nèi),每年發(fā)生的火災(zāi)有600-700萬起,死亡人數(shù)為65000-75000人.大多數(shù)國(guó)家的火災(zāi)直接損失都占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總值的0.2%以上.實(shí)際上,發(fā)生火災(zāi)后,除了直接經(jīng)濟(jì)人亡財(cái)產(chǎn)損失外還有相當(dāng)大的間接損失,所以要發(fā)展加強(qiáng)火災(zāi)防范,加強(qiáng)火災(zāi)方便的研究。物質(zhì)燃燒不但會(huì)產(chǎn)生煙霧和熱量，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生可見或不可見的光輻射。感光型火焰報(bào)警系統(tǒng)就是通過響應(yīng)火災(zāi)中產(chǎn)生的光特性，即擴(kuò)散火焰的光強(qiáng)度和閃爍頻率，來觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)的。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長(zhǎng)，可以將感光型火焰報(bào)警系統(tǒng)分為對(duì)波長(zhǎng)較短的光輻射敏感的紫外報(bào)警系統(tǒng)和對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光輻射敏感的紅外報(bào)警系統(tǒng)?；鹧鎴?bào)警系統(tǒng)一般由火焰探測(cè)器、區(qū)域報(bào)警器和集中報(bào)警器組成?；鹧嫣綔y(cè)器通過對(duì)火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué)現(xiàn)象氣（燃燒氣體）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測(cè)，將探測(cè)到的火情信號(hào)轉(zhuǎn)化成火警電信號(hào)傳遞給火焰報(bào)警控制器。區(qū)域報(bào)警器將接收到火警信號(hào)后經(jīng)分析處理發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示消防控制中心的值班人員，并在屏幕上顯示出火災(zāi)的房間號(hào)。集中報(bào)警是將接收到的信號(hào)以聲光形式表現(xiàn)出來，其屏幕上也顯示出著火的樓層和房間號(hào)，利用本機(jī)專用電話還可迅速發(fā)出指示和向消防隊(duì)報(bào)警。光輻射探測(cè)器一種是紅外光輻射探測(cè)器。物質(zhì)在燃燒時(shí)，由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紅外光輻射使硫化鉛紅外光敏元件感應(yīng)，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)放大后，就能向人們報(bào)警。另一種是紫外光輻射探測(cè)器，則利用有機(jī)化合物燃燒時(shí)，火光中的紫外光，使紫外光敏管的電極激發(fā)出離子，通過繼電器等，就能打開開關(guān)電路報(bào)警?；鹧鎴?bào)警器是重要的安全設(shè)備，一切重要的場(chǎng)所，如大型物資倉(cāng)庫、隧道、大型船舶、高層建筑都應(yīng)該安裝。它還可以與自動(dòng)滅火設(shè)備一起組成自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火的“自動(dòng)消防隊(duì)”。2系統(tǒng)工作原理2.1火災(zāi)形成的原因在初中的物理、化學(xué)課中我們?cè)鴮W(xué)習(xí)過，產(chǎn)生火災(zāi)的基本要素是可燃物、助燃物和點(diǎn)火源?？扇嘉镆詺鈶B(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在，助燃物通常是空氣中的氧氣。液體和固體是凝聚態(tài)物質(zhì)，難以與空氣均勻混合，它們?nèi)紵幕具^程是從外部獲取一定的能量時(shí)，液體或固體先蒸發(fā)成蒸汽或分解出可燃?xì)怏w（如CO、H2等）的分子團(tuán)、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣中，稱之為氣溶膠。一般氣溶膠的分子較小，在產(chǎn)生氣溶膠的同時(shí)，產(chǎn)生分子較大的液體或固體微粒，稱之為煙霧。可燃?xì)怏w與空氣混合，在較強(qiáng)火源作用下產(chǎn)生預(yù)混燃燒，著火后，燃燒產(chǎn)生的熱量使液體或液體的表面繼續(xù)放出可燃?xì)怏w，并形成擴(kuò)散燃燒。同時(shí)，發(fā)出含有紅、紫外線的火焰，散發(fā)出大量的熱量。這些熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流，使火從起火部位向周圍蔓延，導(dǎo)致了火勢(shì)的擴(kuò)大，形成火災(zāi)。其中的氣溶膠、煙霧、火焰和熱量都稱為火災(zāi)參量，通過對(duì)這些參量的測(cè)定便可確定是否存在火災(zāi)?？偟膩碚f，普通可燃物在燃燒時(shí)表現(xiàn)為以下形式：首先是產(chǎn)生燃燒氣體，然后是煙霧，在氧氣充足的條件下才能達(dá)到全部燃燒，產(chǎn)生火焰，發(fā)出可見光和不可見光，并散發(fā)出大量的熱，使環(huán)境溫度升高。起火過程中，陰燃產(chǎn)生大量的煙霧，但是環(huán)境溫度不太高，若探測(cè)器從此階段進(jìn)行探測(cè)就可以使火災(zāi)損失控制在最小限度。火焰燃燒后，迅速蔓延，產(chǎn)生大量的熱使得環(huán)境溫度升高，如果能在這時(shí)探測(cè)到可以比較及時(shí)地控制火災(zāi)。有效的溫度值，起火過程曲線如圖2.1所示：圖2.1起火過程曲線圖2.2火焰報(bào)警控制器的原理火焰報(bào)警控制器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的重要組成部分。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，火焰探測(cè)器是系統(tǒng)的感覺器官，隨時(shí)監(jiān)視著周圍環(huán)境中的火災(zāi)情況。而火焰報(bào)警控制器是系統(tǒng)的“軀體”和“大腦”，是系統(tǒng)的核心，它可以供給火災(zāi)探測(cè)器穩(wěn)定的直流電源，監(jiān)測(cè)連接的各類火災(zāi)探測(cè)器有無故障。保證火災(zāi)探測(cè)器長(zhǎng)期、穩(wěn)定、有效地工作。當(dāng)火焰探測(cè)器探測(cè)到火焰情況后。接受火災(zāi)探測(cè)器發(fā)來的報(bào)警，迅速、正確地進(jìn)行轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，指示報(bào)警具體部位和時(shí)間，同時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的輔助控制等諸多任務(wù)。因此火災(zāi)報(bào)警控制器除了具有控制、記憶、識(shí)別和報(bào)警功能外，還具有自動(dòng)檢測(cè)、聯(lián)動(dòng)控制、打印輸出、圖象顯示、圖形顯示、通信廣播等功能。火災(zāi)報(bào)警控制器功能的多少反映出火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成，可靠性、穩(wěn)定性和性能價(jià)格比等因素是評(píng)價(jià)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)先進(jìn)性的一向重要指標(biāo)。火災(zāi)報(bào)警控制器的的基本工作原理如圖2.2，整個(gè)電路原理圖可分為火焰感應(yīng)電路、人工控制電路、信號(hào)處理電路和報(bào)警電路組成圖2.2電路原理框圖本文以紅外檢測(cè)傳感器與其他電子技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種技術(shù)水平較好的紅外火焰檢測(cè)報(bào)警器，用于火焰檢測(cè)。當(dāng)倉(cāng)庫出現(xiàn)火光時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲，打開滅火設(shè)備。電路采用5V直流電壓供電，可以用打火機(jī)在火焰?zhèn)鞲衅魃戏?0CM處點(diǎn)火模擬倉(cāng)庫發(fā)生火災(zāi)，信號(hào)處理系統(tǒng)電路將根據(jù)環(huán)境做出智能響應(yīng)，發(fā)出報(bào)警聲，只有按下報(bào)警消除按鍵（輕觸開關(guān)），報(bào)警聲才能停止。3硬件電路設(shè)計(jì)3.1 電子元器件介紹3.1.1 電源指示發(fā)光二極管本電路中采用發(fā)光二極管、電阻串聯(lián)構(gòu)成電源指示電路。發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽娮鑼㈦娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。發(fā)光二極管，通常稱為L(zhǎng)ED，內(nèi)部是具有發(fā)光特性的PN結(jié)。當(dāng)給這個(gè)PN加正向偏置電壓時(shí)，PN結(jié)導(dǎo)通，依靠少數(shù)載流子的注入以及隨后的復(fù)合而輻射發(fā)光。發(fā)光二極管引腳有正負(fù)之分，一般長(zhǎng)的為正，短的為負(fù)。也可以從內(nèi)部看到，接觸面小的為正，接觸面大的為負(fù)。外邊有切口的為負(fù)，另一邊就為正。發(fā)光二極管外形如下圖所示。圖3.1發(fā)光二極管外形3.1.2 電壓取樣電位器電位器是可變電阻的一種，其電阻值的大小可以人為調(diào)節(jié)，以滿足電路的需要。可以逐漸地改變和它串聯(lián)的用電器中的電流，也可以逐漸地改變和它串聯(lián)的用電器的電壓，還可以起到保護(hù)用電器的作用。如下圖所示為104（100K）的電位器。圖3.2可調(diào)電阻100K可調(diào)范圍本電路使用的電位器是103（10K）的可調(diào)范圍,通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成，即靠一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上移動(dòng)，獲得部分電壓輸出。電位器的電阻體有兩個(gè)固定端，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上的位置，則改變了動(dòng)觸點(diǎn)與任一個(gè)固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。3.1.3 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型，在電路中用字母組合HA表示。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當(dāng)接通電源后（1.5-15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5-2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。蜂鳴器還可分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，這里的“源”不是指電源。而是指震蕩源。也就是說，有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以只要通電就會(huì)發(fā)聲。而無源蜂鳴器內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流電信號(hào)無法令其鳴叫，必須用1K-5K的方波去驅(qū)動(dòng)它才能發(fā)出不同頻率的聲音。有源蜂鳴器比無源蜂鳴器的成本要高，因?yàn)橛性捶澍Q器里面多個(gè)震蕩電路。無源蜂鳴器便宜，聲音頻率可控，可以做出“多來米發(fā)索拉西”的效果。本電路設(shè)計(jì)采用電磁式5V有源蜂鳴器，由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于一般的TTL電壓無法直接驅(qū)動(dòng)，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，如下圖所示：圖3.3三極管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路3.1.4火焰?zhèn)鞲衅骰鹧娴妮椛涫蔷哂须x散光譜的氣體輻射和伴有連續(xù)光譜的固體輻射，其波長(zhǎng)在0.1-10m或更寬的范圍，為了避免其他信號(hào)的干擾，常利用波長(zhǎng)300nm的紫外線，或者火焰中特有的波長(zhǎng)在4.4m附近的CO2輻射光譜作為探測(cè)信號(hào)。紫外線傳感器只對(duì)185-260nm狹窄范圍內(nèi)的紫外線進(jìn)行響應(yīng),而對(duì)其它頻譜范圍的光線不敏感,利用它可以對(duì)火焰中的紫外線進(jìn)行檢測(cè)。到達(dá)大氣層下地面的太陽光和非透紫材料作為玻殼的電光源發(fā)出的光波長(zhǎng)均大于300nm，故火焰探測(cè)的220m-280nm中紫外波段屬太陽光譜盲區(qū)（日盲區(qū)）。紫外火焰探測(cè)技術(shù)，使系統(tǒng)避開了最強(qiáng)大的自然光源一太陽造成的復(fù)雜背景，使得在系統(tǒng)中信息處理的負(fù)擔(dān)大為減輕。所以可靠性較高，加之它是光子檢測(cè)手段，因而信噪比高，具有極微弱信號(hào)檢測(cè)能力，除此之外，它還具有反應(yīng)時(shí)間極快的特點(diǎn)。與紅外探測(cè)器相比，紫外探測(cè)器更為可靠，且具有高靈敏度、高輸出、高響應(yīng)速度和應(yīng)用線路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。因而充氣紫外光電管正日益廣泛地應(yīng)用于燃燒監(jiān)控、火災(zāi)自報(bào)警、放電檢測(cè)、紫外線檢測(cè)、及紫外線光電控制裝置中。 但對(duì)于傳統(tǒng)的紫外光電管器件，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝的限制，其噪聲和靈敏度是一個(gè)互相矛盾的參數(shù)。一般而言，需將靈敏度控制在一個(gè)合適的水平，過高的靈敏度對(duì)器件的低噪聲指標(biāo)是十分困難的，因?yàn)殪`敏度和噪聲信號(hào)都是由光敏管發(fā)出，傳統(tǒng)的檢測(cè)器會(huì)將兩種信號(hào)同時(shí)放大。所以其靈敏度比較差,檢測(cè)距離小,不能抗雷電的干擾,存在一定的誤報(bào)率。因而需要基于現(xiàn)有或新發(fā)展的探測(cè)原理方法，與其它學(xué)科技術(shù)交叉，通過改進(jìn)信號(hào)采集和處理等方法來改善系統(tǒng)性能。本電路采用的火焰?zhèn)鞲衅骺梢詸z測(cè)火焰或者波長(zhǎng)在760納米1100納米范圍內(nèi)的光源，探測(cè)角度60度左右，對(duì)火焰光譜特別靈敏，性能穩(wěn)定，工作電壓5V，火焰?zhèn)鞲衅魈筋^的工作溫度為-25攝氏度到85攝氏度，在使用過程中一定要注意火焰?zhèn)鞲衅魈筋^離火焰的距離不能太近，以免造成損壞。3.1.5 輕觸開關(guān)輕觸開關(guān)，又叫按鍵開關(guān)，由嵌件、基座、彈片、按鈕、蓋板等組成，輕輕按下開關(guān)接通，松開即斷開。本電路使用的是四腳輕觸開關(guān)，外型尺寸大小為6*6*7MM，在輕觸開關(guān)底部我們可以看“北”字圖形，如下圖所示。圖3.5輕觸開關(guān)工作原理輕觸開關(guān)是使用時(shí)輕輕點(diǎn)按開關(guān)按鈕即可使開關(guān)接通，當(dāng)松開手時(shí)開關(guān)即可斷開，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠金屬?gòu)椘芰梽?dòng)來實(shí)現(xiàn)通斷的。3.1.6 半導(dǎo)體三極管三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管，晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號(hào)放大成幅值較大的電信號(hào), 也用作無觸點(diǎn)開關(guān)，俗稱開關(guān)管。本電路使用的是NPN型的三極管9012，當(dāng)把有字的面向自己，引腳朝下，總左往右排列是發(fā)射極E，基極B，集電極C。如下圖所示。圖3.6三極管的引腳圖晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將Ic/Ib的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來說是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。3.1.7通用運(yùn)算放大器LM358LM358是雙運(yùn)算放大器，內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式，引腳功能如下：LM358引腳功能排列LM358引腳功能介紹1腳：第一運(yùn)放輸出端2腳：第一運(yùn)放反向輸入端3腳：第一運(yùn)放同向輸入端4腳：接地端5腳：第二運(yùn)放同向輸入端6腳：第二運(yùn)放反向輸入端7腳：第二運(yùn)放輸出端8腳：正電源引腳 本電路設(shè)計(jì)利用了LM358中的其中一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓比較器，信號(hào)從第一運(yùn)放反向輸入端（2腳）和同向輸入端（3腳）輸入，經(jīng)比較后由第一運(yùn)放輸出端（1腳）輸出。如果3腳電壓大于2腳電壓，則1腳輸出高電平；如果3腳電壓小于2腳電壓，則1腳輸出低電平。3.1.8雙D觸發(fā)器4013CD4013是一雙D觸發(fā)器,由兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個(gè)觸發(fā)器有獨(dú)立的數(shù)據(jù)、置位、復(fù)位、時(shí)鐘輸入和Q及Q輸出，此器件可用作移位寄存器，且通過將Q輸出連接到數(shù)據(jù)輸入，可用作計(jì)算器和觸發(fā)器。在時(shí)鐘上升沿觸發(fā)時(shí)，加在D輸入端的邏輯電平傳送到Q輸出端。置位和復(fù)位與時(shí)鐘無關(guān)，而分別由置位或復(fù)位線上的高電平完成。D觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖CP的前沿（正跳變0到1）發(fā)生翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器的次態(tài)取決于脈沖上升沿到來之前D端的狀態(tài)，即=D。因此，它具有置0、置1兩種功能。由于CP=1期間電路具有維持阻塞作用，所以在CP=1期間，D端的數(shù)據(jù)狀態(tài)變化，不會(huì)影響觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。和分別是決定觸發(fā)器初始狀態(tài)的直接置0、置1端。當(dāng)不需要強(qiáng)迫置0、置1時(shí)，和端都應(yīng)置高電平（如接+5V電源）。此外74LS74、74LS175等均為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。觸發(fā)器的應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號(hào)的寄存，移位寄存，分頻和波形發(fā)生器等。CD4013真值表1CP (3腳) 1D (5腳)1RD(4腳)1SD(6腳)1Q(1腳)1/Q(2腳) 0000110010x00QQxx1001xx0110xx1111本電路設(shè)計(jì)把雙D觸發(fā)器設(shè)計(jì)成了RS觸發(fā)器，由6腳為置位輸入端，4腳為清零輸入端，1腳為輸出端。3.2 電路原理圖設(shè)計(jì)3.2.1 火焰感應(yīng)電路設(shè)計(jì)利用火焰?zhèn)鞲衅靼鸦鹧嬷械募t外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，與電路里的基準(zhǔn)電壓比較后輸出火焰感應(yīng)信號(hào)Si送到信號(hào)處理電路。當(dāng)感應(yīng)到了火焰時(shí)輸出高電平，沒有火焰時(shí)輸出低電平。電路設(shè)計(jì)如下：圖3.7火焰?zhèn)鞲衅?.2.2 手動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)當(dāng)火焰感應(yīng)電路觸發(fā)了報(bào)警電路，必須通過手動(dòng)控制電路產(chǎn)生清除信號(hào)Ci才能消除報(bào)警，電路設(shè)計(jì)如下：圖3.8手動(dòng)控制電路3.2.3 信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)信號(hào)處理電路由雙D觸發(fā)器構(gòu)成RS觸發(fā)器，主要負(fù)責(zé)處理火焰感應(yīng)信號(hào)Si和手動(dòng)控制電路產(chǎn)生清除信號(hào)Ci，并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出控制信號(hào)Ki給報(bào)警電路，電路設(shè)計(jì)如下：圖3.9信號(hào)處理電路3.2.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)當(dāng)信號(hào)處理電路輸出Ki為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路工作，蜂鳴器發(fā)聲，電路設(shè)計(jì)如下：圖3.10報(bào)警電路3.2.5電路原理圖設(shè)計(jì)整圖圖3.11電路原理圖3.3.6工作原理分析當(dāng)信號(hào)處理電路輸出Ki為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路工作，蜂鳴器發(fā)聲，電路設(shè)計(jì)如下：根據(jù)電路框圖及以上各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，原理圖設(shè)計(jì)整圖如下：由R1和LED1構(gòu)成了電源指示電路，當(dāng)接通5V直流電壓時(shí)，發(fā)光二極管LED被點(diǎn)亮，電路進(jìn)入工作狀態(tài)。由R2、R3、RP1、C1、VD1、LM358構(gòu)成了了火焰感應(yīng)電路，RP1調(diào)到中間位置，產(chǎn)生2.5V左右的基準(zhǔn)電壓送到LM358的3腳（同相輸入端），火焰?zhèn)鞲衅鲝膩淼叫盘?hào)送到LM358的2腳（反相輸入端），兩個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行比較后通過LM358的1腳輸出火焰控制信號(hào)Si。如果3腳（同相輸入端）電壓大于2腳（反相輸入端）電壓，1腳輸出火焰控制信號(hào)Si為高電平。如果3腳（同相輸入端）電壓小于2腳（反相輸入端）電壓，1腳輸出火焰控制信號(hào)Si為低電平。正常工作時(shí)沒有火焰的，火焰?zhèn)鞲衅鹘刂?，提供給LM358的2腳（反相輸入端）的電壓為高電平，大于3腳（同相輸入端）電壓的，輸出火焰控制信號(hào)Si為低電平給信號(hào)處理電路。由S1和R4構(gòu)成了手動(dòng)控制電路，產(chǎn)生手動(dòng)控制信號(hào)Ci送到信號(hào)處理電路的清零端。當(dāng)輕觸開關(guān)S1按下后，產(chǎn)生手動(dòng)控制信號(hào)Ci為高電平。當(dāng)輕觸開關(guān)S1松開后，產(chǎn)生手動(dòng)控制信號(hào)Ci為低電平。由雙D觸發(fā)器4013、R5信號(hào)處理電路，其中4013搭建成RS觸發(fā)器，高電平有效，主要負(fù)責(zé)處理火焰感應(yīng)信號(hào)Si和手動(dòng)控制電路產(chǎn)生清除信號(hào)Ci，并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出控制信號(hào)Ki給報(bào)警電路。當(dāng)4013的置位信號(hào)端6腳電壓為高電平時(shí)，產(chǎn)生輸出控制信號(hào)高電平給報(bào)警電路。當(dāng)4013的清零信號(hào)端4腳電壓為高電平時(shí)，產(chǎn)生輸出控制信號(hào)低電平給報(bào)警電路。由三極管VT1（9013）和蜂鳴器HA1（5V有源電磁式）構(gòu)成了報(bào)警電路。當(dāng)三極管VT1的基極電壓為高電平時(shí)，三極管VT1導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫，產(chǎn)生報(bào)警聲。當(dāng)三極管VT1的基極電壓為低電平時(shí)，三極管VT1截止，蜂鳴器不工作，報(bào)警聲消失。4安裝調(diào)試制作完成后，接上5V直流電壓，用打火機(jī)在火焰?zhèn)鞲衅魃戏?0CM處點(diǎn)火，報(bào)警器立刻報(bào)警。手動(dòng)按下報(bào)警消除按鍵（輕觸開關(guān)），報(bào)警聲停止。如果沒有成功，檢查各元器件是否有損壞，是否組裝完好，檢查故障并進(jìn)行檢測(cè)維修。實(shí)踐證明，通過以上檢測(cè)，故障基本能排除，實(shí)現(xiàn)智能倉(cāng)庫火焰報(bào)警器的仿真功能，即用打火機(jī)在火焰?zhèn)鞲衅魃戏?0CM處點(diǎn)火，報(bào)警器立刻報(bào)警。手動(dòng)按下報(bào)警消除按鍵（輕觸開關(guān)），報(bào)警聲停止。5總結(jié)隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快,工業(yè)民宅企業(yè)消防安全突顯其重要性?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為工業(yè)民宅企業(yè)消防安全系統(tǒng)的一個(gè)重要部分,其各部分功能的實(shí)現(xiàn)為工業(yè)企業(yè)避免了重大損失?；鹧鎴?bào)警器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的火災(zāi)報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。本報(bào)警器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可維護(hù)性好。由于實(shí)現(xiàn)了對(duì)普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。通過這次設(shè)計(jì)，更加深入的理解和掌握了這方面的知識(shí)，對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)也更加深入，使自己對(duì)本專業(yè)更加的熱愛，對(duì)近階段的學(xué)習(xí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。在設(shè)計(jì)過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識(shí)，有很多感悟和體驗(yàn)心得。而且，對(duì)工程設(shè)計(jì)的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識(shí)，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過此次設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。同時(shí)存在著許多的不足，在我以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會(huì)逐漸完善自我，相信自己會(huì)做的更好。6附錄1元器件清單序號(hào)名稱代號(hào)規(guī)格數(shù)量1電阻R3,R51K22電阻R1,R410K23電阻R230K14電位器RP110K(103)15瓷片電容C10.1UF(104)16發(fā)光二極管LED13MM17火焰?zhèn)鞲衅鱒D15MM-940nm18輕觸開關(guān)S16*6*719三極管VT19013110蜂鳴器HA15V有源111雙集成運(yùn)放U1LM358112雙D觸發(fā)器U1CD4013113IC座DIP8P114IC座DIP14P115單排針VCC,GND1*4PIN2.54mm216萬能板7*9CM117拖焊專用銅導(dǎo)線0.5銅導(dǎo)線218拖焊專用焊錫凱納0.8,帶松香219焊接專用圖紙高清原理圖A412硬件電路焊接實(shí)物圖正面反面3參考文獻(xiàn)1 黃繼昌等編著實(shí)用報(bào)警電路人民郵電出版社，20052 劉午平等編著從入門到精通看無線電電路圖國(guó)防工業(yè)出版社，20053 張愛民等編著怎樣選用電子元器件中國(guó)電力出版社，20054 呂俊芳編著傳感器接口與檢測(cè)儀器電路北京航空航天大學(xué)出版社，19945 吳英才熱釋電紅外傳感器在防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用傳感器技術(shù) , 20026 黃繼昌、喬蘇文等實(shí)用報(bào)警電路 M 北京人民郵電出版社 , 2005