畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-危險(xiǎn)氣體檢測(cè)和防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì).doc

危險(xiǎn)氣體檢測(cè)和防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)Design of hazardous gas examination and burglar alarm 摘 要隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平和生活方式都發(fā)生了很大的變化。社區(qū)已成為現(xiàn)在城市的重要組成單元，雖然，小區(qū)的管理越來(lái)越科學(xué)規(guī)范，但是，只靠物業(yè)管理的保護(hù)是不夠的，人們更關(guān)心自己家居和財(cái)產(chǎn)的安全。如今，人們生活水平還是存在著很大的差異，本設(shè)計(jì)是基于滿足眾多普通家庭安全需要的一款性能可靠、實(shí)用性強(qiáng)、靈敏度高、使用方便的有害氣體檢測(cè)和聲光報(bào)警裝置。本設(shè)計(jì)主要由三大模塊組成：信號(hào)檢測(cè)和處理模塊、無(wú)線發(fā)射和接收模塊，和顯示報(bào)警模塊。采用氣體傳感器，檢測(cè)家庭中經(jīng)常接觸到的氣體，如天然氣、煤氣、液化氣等有害氣體；防盜器采用被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器；無(wú)線發(fā)射和接收模塊完成對(duì)處理信號(hào)的編碼、發(fā)射、接收和解碼工作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)的目的。報(bào)警和顯示模塊采用單片機(jī)控制，不僅可以精確的顯示對(duì)報(bào)警位置，而且具有數(shù)字時(shí)鐘的功能。本設(shè)不僅具有成本低、低功耗、性能可靠的優(yōu)點(diǎn)，在技術(shù)上還可以利用GSM網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)GSM短信的智能遠(yuǎn)程報(bào)警及控制，通過(guò)手機(jī)終端接收?qǐng)?bào)警短信，并且可以發(fā)送命令短信異地遙控實(shí)現(xiàn)各種操作。關(guān)鍵詞： 氣體傳感器；紅外熱釋電；無(wú)線發(fā)射；無(wú)線接收；單片機(jī)ABSTRACTAlong with our country national economy swift development, peoples living standard and the life style has had the very big change. The community has become now the urban important composition unit, although, the plot management is getting more and more standard and the science, but, only depends on the estate management the protection is insufficient, the people cared that they live at with the property security. Now, the people living standard has this very big difference, but the high-end warning often needs to turn on the network, therefore the price is also quite expensive. In order to satisfy the numerous ordinary families the safety requirements, thus this design is based on a practical section of perform reliably, the sensitivity is high, easy to operate family alarm apparatus, use for to examine the hazardous gas and the burglar alarm.This design is mainly composed of three big modules: The signal detection and the processing module, the wireless launch and the receive module, the obviously report and the display module. Uses the gas sensor, mainly examines the gas like natural gas which, the coal gas, the liquid gas in the family may contact and so on noxious gas; Security uses the passive form pyroelectric infrared acquisition aid; The wireless launch and the receive module complete to process the signal the code, the launch, the receive and the decoding work, completes the long-distance range examination the goal. The warning and the display module use the monolithic integrated circuit control, not can only demonstrate to the warning position, has not reported to the police when may demonstrate the clock.This design except has the cost to be low, perform reliably merit. In addition, this design technically may also use the GSM network, realizes the GSM short note intelligent long-distance warning and the control system, through handset terminal receive warning short note, and may the routing directive short note different external guidance system realize each kind of operation.Key Words：gas sensing; Piezoelectric IR; Wireless launches; Wireless receive; SCM目 錄前言11方案擬定21.1危險(xiǎn)氣體檢測(cè)系統(tǒng)的方案比較21.1.1方案一催化燃燒式傳感器21.1.2方案二MQ-5氣體傳感器21.2防盜報(bào)警系統(tǒng)的方案比較21.2.1方案一紅外線報(bào)警器21.2.2方案二被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器31.3發(fā)射與接收電路的方案比較31.3.1方案一有線探測(cè)31.3.2方案二315MHZ無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射和接收模塊41.4報(bào)警和顯示電路的方案42系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)52.1系統(tǒng)工作原理及流程52.2危險(xiǎn)氣體檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)52.2.1氣體傳感器MQ-562.2.2四集成運(yùn)放LM33982.2.3工作原理92.2.4氣體傳感器的主要性能指標(biāo)102.2.5危險(xiǎn)氣體傳感器使用的注意事項(xiàng)112.3防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)112.3.1熱釋電紅外傳感器122.3.2電路原理122.3.3熱釋電紅外傳感器的安裝要求132.4無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射與接收電路132.4.1無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊132.4.2無(wú)線接收模塊162.4.3PT2262/PT2272編碼解碼芯片介紹172.5報(bào)警顯示電路的設(shè)計(jì)173軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)203.1軟件設(shè)計(jì)流程203.2程序流程圖204系統(tǒng)調(diào)試214.1硬件電路的調(diào)試與仿真214.2軟件調(diào)試21結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致 謝24附錄一系統(tǒng)總程序25附錄二英文翻譯資料34*師范學(xué)院2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)前言本課題是主要是為了滿足中低收入群體家居安全的需要，設(shè)計(jì)一種功能多、性能可靠、安裝方便、價(jià)格低廉的危險(xiǎn)氣體檢測(cè)與防盜報(bào)警系統(tǒng)?，F(xiàn)代家居生活中，對(duì)天然氣、液化氣的使用非常普遍，而這些氣體都是易燃易爆的，由于使用不當(dāng)或氣體泄漏而引起的中毒和爆炸成為現(xiàn)在家居安全最大的隱患。保護(hù)家居安全的主要措施，就是對(duì)些有害氣體進(jìn)行有效的監(jiān)控。本設(shè)計(jì)采用氣體傳感器對(duì)氣體的含量進(jìn)行檢測(cè)，適用于各種可燃?xì)怏w（液化氣、天然氣、城市煤氣）的泄漏探測(cè)報(bào)警。傳統(tǒng)的可燃性氣體報(bào)警器大多是被動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，不能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警，也很少能主動(dòng)切斷氣源，而本設(shè)計(jì)采用的無(wú)線發(fā)射與接收方式，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，另外，電路板上已預(yù)留繼電器控制電路，用戶可方便加裝，報(bào)警時(shí)可由繼電器控制排風(fēng)扇即時(shí)排出可燃?xì)怏w，也可同時(shí)控制氣源電磁閥即時(shí)關(guān)閉氣源，避免危險(xiǎn)事件的發(fā)生。對(duì)于家居安全，人們還比較關(guān)心就是家庭財(cái)產(chǎn)的安全。近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高，人們的生活方式也發(fā)生了很大的變化，社區(qū)已成為現(xiàn)在城市的重要組成單元。現(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報(bào)警系統(tǒng)，小區(qū)的管理也越來(lái)越科學(xué)規(guī)范，大大提高了小區(qū)的安全程度，有效保證了居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。但是，只靠物業(yè)管理的保護(hù)是不夠的，人們更關(guān)心自己家居和財(cái)產(chǎn)的安全。許多家庭使用了較為安全的防盜門，如果再配合使用一種性能靈敏可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的無(wú)線防盜報(bào)警器，將會(huì)更有效地保證財(cái)產(chǎn)安全。因此，提出“無(wú)線防盜報(bào)警器”的設(shè)計(jì)任務(wù)。外部檢測(cè)部分主要有：MQ-5氣體傳感器對(duì)危險(xiǎn)氣體（主要是CO、天然氣、城市煤氣）進(jìn)行測(cè)量；熱釋電紅外傳感器LH1958完成對(duì)人體探測(cè)，檢測(cè)結(jié)果分別由集成運(yùn)放LM339電路進(jìn)行處理，對(duì)處理后的電信號(hào)進(jìn)行編碼無(wú)線發(fā)射出去；在接受部分，由無(wú)線接收和解碼電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，送給單片機(jī)進(jìn)行顯示和報(bào)警處理。本設(shè)計(jì)的無(wú)線發(fā)射與接收采用的是315MHZ帶編碼(2262)的無(wú)線發(fā)射板和超再生接收模塊。這樣不僅可以減小電路的體積，減低電路的成本，更重要的是可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。顯示和報(bào)警電路是采用單片機(jī)是由ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)，可精確顯示報(bào)警位置，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。同時(shí)還具有時(shí)鐘顯功能，完全用程序控制，示充分利用了系統(tǒng)資源，更適合家庭使用的要求?？傊驹O(shè)計(jì)是一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性能可靠、使用方便、技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的家居安全裝置。54*師范學(xué)院2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1 方案擬定1.1 危險(xiǎn)氣體檢測(cè)系統(tǒng)的方案比較氣體傳感器的主要性能要滿足穩(wěn)定性、靈敏度、選擇性的要求，不同類型的氣敏元件對(duì)不同種類、不同濃度的氣體有不同的作用，因此，在選擇氣敏元件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)家庭或工業(yè)上對(duì)液化氣，天然氣，煤氣的監(jiān)測(cè)裝置，因此根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇器件和設(shè)計(jì)電路。1.1.1 方案一催化燃燒式傳感器催化燃燒式傳感器-GQB-X SmArt Sensor：屬于高溫傳感器，其工作原理是氣敏材料(如Pt電熱絲等)在通電狀態(tài)下，可燃性氣體氧化燃燒或者在催化劑作用下氧化燃燒，電熱絲由于燃燒而升溫，從而使其電阻值發(fā)生變化。催化燃燒式GQB-X SmArt Sensor檢測(cè)的可實(shí)現(xiàn)是有條件的，必須保證檢測(cè)環(huán)境中包含足夠的氧氣，在無(wú)氧的環(huán)境下這種檢測(cè)方式可能無(wú)法檢測(cè)任何可燃性氣體。某些含鉛化合物（尤其是四乙基鉛）、硫化合物、硅類、磷化合物、硫化氫和 鹵代烴可能會(huì)使傳感器中毒或抑制。 另外，它還有成本高、不容易擴(kuò)展、安裝調(diào)試復(fù)雜的缺點(diǎn)，因此不采用此方案。1.1.2 方案二MQ-5氣體傳感器MQ-5氣敏元件是由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層，測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)液化氣，天然氣，城市煤氣有較好的靈敏度，優(yōu)良的抗乙醇，煙霧干擾能力、響應(yīng)恢復(fù)快速、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、測(cè)試電路簡(jiǎn)單，適用于家庭或工業(yè)的監(jiān)測(cè)。利用集成運(yùn)放和少量外圍元件便可完成對(duì)氣體傳感器采集到的信號(hào)，進(jìn)行放大處理。而且容易進(jìn)行電路擴(kuò)展，可以單獨(dú)使用，也可以在小區(qū)內(nèi)組網(wǎng)使用。本設(shè)計(jì)選用此方案。1.2 防盜報(bào)警系統(tǒng)的方案比較1.2.1 方案一紅外線報(bào)警器紅外線報(bào)警器主要在于紅外線信號(hào)的發(fā)射與接收部分，由于目在市場(chǎng)上常用的紅外線發(fā)射器件和接收器件都具有頻率選擇性，因此要想得到較好的傳輸距離和穩(wěn)定的性能，必須將驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射管工作的振蕩電路頻率調(diào)整在紅外發(fā)射器件的工作頻率附近，現(xiàn)在大部分產(chǎn)品的頻率為38KHz，設(shè)計(jì)該電路時(shí)，是讓其555電路組成的振蕩器工作在38KHz附近。至于接收電路，可以通過(guò)低通濾波，加倍壓整流等措施，在有紅外線信號(hào)收到時(shí)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，如果有人阻斷了紅外線信號(hào)，輸出一個(gè)低電平信號(hào)，后續(xù)電路通過(guò)這個(gè)低電平信號(hào)啟動(dòng)報(bào)警。這類報(bào)警器主要存在的問(wèn)題是：（1）安裝時(shí)要求嚴(yán)格，精度要求高，有角度限制。（2）對(duì)安裝場(chǎng)所及位置要求高，有時(shí)需要多組發(fā)射與接收對(duì)管。（3）發(fā)射與接收易受到干擾，手機(jī)、各種紅外遙控器的干擾，誤報(bào)率高。（4）使用壽命短，監(jiān)控時(shí)電源不可間斷，對(duì)紅外發(fā)射與接收對(duì)管的壽命影響很大。1.2.2 方案二被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。本設(shè)計(jì)采用此方案。被動(dòng)紅外探測(cè)器是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線來(lái)進(jìn)行工作的被動(dòng)紅外探測(cè)器是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線來(lái)進(jìn)行工作的,熱釋電元件在接收了紅外輻射，溫度發(fā)出變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷。被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)點(diǎn)是:（1）不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源,本身不發(fā)任何類型的輻射。（2）靈敏度高、控制范圍大。（3）隱蔽性好，可流動(dòng)安裝。（4）器件功耗很小、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是：（1）容易受各種熱源、光源干擾。（2）被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 （3）易受射頻輻射的干擾。 （4）環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，造成短時(shí)失靈1.3 發(fā)射與接收電路的方案比較1.3.1 方案一有線探測(cè)在傳統(tǒng)的安全防范工程中，均采用有線的方式連接報(bào)警探頭和防盜報(bào)警主機(jī)。本設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的檢測(cè)，因此使用有線連接，會(huì)是線路布線復(fù)雜，成本高，使用也不方便。在實(shí)際的應(yīng)用中，有線連接還受傳輸距離、環(huán)境、可變性等多種因素的制約，局限性很強(qiáng)。因此，不選用這一方案。1.3.2 方案二315MHZ無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射和接收模塊315MHZ無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射和收發(fā)模塊由315MHZ無(wú)線發(fā)射器和接收器組成:數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在2585度之間變化時(shí)，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無(wú)線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。配有PT2262編碼芯片，完成數(shù)據(jù)的編碼和發(fā)射。接收模塊采用的是315MHZ帶PT2272解碼芯片的超再生接收模塊。超再生式接收機(jī)具有電路簡(jiǎn)單、性能適中、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。接收模塊采用SMD貼片工藝制造生產(chǎn)，為超再生接收方式，它內(nèi)含放大整形及解碼電路，使用極為方便。傳輸距離比較理想，一般能達(dá)到600米以上，如果和單片機(jī)或者微機(jī)配合使用時(shí)，會(huì)受到單片機(jī)或者微機(jī)的時(shí)鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，一般實(shí)用距離在200米以內(nèi)。因此本設(shè)計(jì)采用此方案。1.4 報(bào)警和顯示電路的方案報(bào)警和顯示也是體統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，報(bào)警響應(yīng)的快慢直接慢影響人們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)現(xiàn)和處理。因此對(duì)報(bào)警系統(tǒng)的基本要求就是要穩(wěn)定可靠、快速處理信號(hào)和實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警等。由于單片機(jī)強(qiáng)大存儲(chǔ)和信號(hào)處理能力，完全可以實(shí)現(xiàn)以上要求，為此本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)控制顯示報(bào)警。為了充分地利用單片機(jī)的資源，在顯示報(bào)警的基礎(chǔ)上，增加了體統(tǒng)的時(shí)鐘顯示功能，時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)完全有軟件控制，可調(diào)時(shí)，不需要任何其它器件。*師范學(xué)院2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)當(dāng)今社會(huì)，隨著現(xiàn)代檢測(cè)、控制和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，信息采集的方法越來(lái)越多，而在所有信息的采集途徑中，最普遍、最基礎(chǔ)的，就是用傳感器。傳感器就好似人的“五官”（視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺），已成為現(xiàn)在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中不可缺少的部分。傳感器的種類日益增多，涉及到的范圍也日益變廣。2.1 系統(tǒng)工作原理及流程本設(shè)計(jì)的主要功能是實(shí)現(xiàn)氣體和人體的檢測(cè)與報(bào)警，由傳感器和發(fā)射部分構(gòu)成外部檢測(cè)部分。 MQ-5氣體傳感器對(duì)危險(xiǎn)氣體（主要是CO、天然氣、城市煤氣）進(jìn)行測(cè)量；熱釋電紅外傳感器LH1958完成對(duì)人體探測(cè)，檢測(cè)結(jié)果分別由集成運(yùn)放LM339電路進(jìn)行處理，對(duì)處理后的電信號(hào)進(jìn)行編碼無(wú)線發(fā)射出去；在接受部分，由無(wú)線接收和解碼電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，送給單片機(jī)進(jìn)行顯示和報(bào)警處理。具體流程圖如圖2-1所示。熱釋電傳感器氣體傳感器聲光報(bào)警數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)處理電路信號(hào)處理電路單片機(jī)2單片機(jī)1無(wú)線接收和解碼電路編碼和無(wú)線發(fā)射電路電源電路圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2 危險(xiǎn)氣體檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要檢測(cè)的氣體成分是液化氣、天然氣、城市煤氣，這些氣體是日常生活中經(jīng)常接觸到，而且是必不可少的東西。在家庭火災(zāi)或者中毒事件中，往往是由于煤氣的使用不當(dāng)，導(dǎo)致的煤氣泄漏，而引起的煤氣中毒和爆炸。本設(shè)計(jì)中，氣體傳感器采用的是MQ-5，它適用于家庭或工業(yè)上對(duì)液化氣，天然氣（甲烷），煤氣的監(jiān)測(cè)裝置。它具有優(yōu)良的抗乙醇、抗煙霧干擾能力，具有對(duì)液化氣、天然氣、城市煤氣有較好的靈敏度、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性、長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性、簡(jiǎn)單的測(cè)試電路等優(yōu)點(diǎn)。2.2.1 氣體傳感器MQ-5 MQ系列氣體傳感器屬于半導(dǎo)體氣體傳感器，它的敏感材料是活性很高的金屬氧化物半導(dǎo)體,最常用的如SnO2。金屬氧化物半導(dǎo)體在空氣中被加熱到一定溫度時(shí)，氧原子被吸附在帶負(fù)電荷的半導(dǎo)體表面，半導(dǎo)體表面的電子會(huì)被轉(zhuǎn)移到吸附氧上，氧原子就變成了氧負(fù)離子，同時(shí)在半導(dǎo)體表面形成一個(gè)正的空間電荷層，導(dǎo)致表面勢(shì)壘升高，從而阻礙電子流動(dòng)。在敏感材料內(nèi)部，自由電子必須穿過(guò)金屬氧化物與半導(dǎo)體微晶粒的結(jié)合部位（晶界）才能形成電流。由氧吸附產(chǎn)生的勢(shì)壘同樣存在于晶界而阻礙電子的自由流動(dòng)，傳感器的電阻即緣于這種勢(shì)壘。在工作條件下當(dāng)傳感器遇到還原性氣體時(shí)，氧負(fù)離子因與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致其表面濃度降低，勢(shì)壘隨之降低。導(dǎo)致傳感器的阻值減小。 MQ-5是MQ系列傳感器的一種，它的特點(diǎn)是對(duì)液化氣，天然氣，城市煤氣有較好的靈敏度、 對(duì)乙醇，煙霧幾乎不響應(yīng)、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性、長(zhǎng)期的使用壽命、可靠的穩(wěn)定性和簡(jiǎn)單的測(cè)試電路等。適用于家庭或工業(yè)上對(duì)液化氣，天然氣，煤氣的監(jiān)測(cè)裝置。(1) MQ-5的結(jié)構(gòu) MQ-5 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖2-2所示,由微型AL2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。圖2-2 MQ-5的結(jié)構(gòu)和外形注釋：1 氣體敏感層二氧化錫 2 電極金（Au） 3 測(cè)量電極引線鉑（Pt）4 加熱器鎳鉻合金（Ni-Cr） 5 陶瓷管三氧化二鋁 6 防爆網(wǎng)100目雙層不銹鋼（SUB316） 7 卡環(huán)鍍鎳銅材（Ni-Cu） 8 基座膠木 9 針狀管腳鍍鎳銅材（Ni-Cu）設(shè)計(jì)中MQ-5的接線如圖2-3所示，在實(shí)際的測(cè)量中，可以按照其等效電路來(lái)計(jì)算相應(yīng)的校正數(shù)值，其中Ro表示的是測(cè)量氣體在腔體內(nèi)的等效電阻，RL是外接負(fù)載電阻，用來(lái)調(diào)整輸出的模擬量電壓范圍，通過(guò)負(fù)載電阻可獲得輸出信號(hào)，并可調(diào)節(jié)傳感器兩端的電壓，負(fù)載電阻可充當(dāng)傳感器的保護(hù)器。為傳感器選擇一個(gè)合適的負(fù)載電阻可補(bǔ)償傳感器的離散性，并發(fā)揮傳感器的最佳特性。 在同樣的電路，傳感器配用不同的負(fù)載電阻RL（4.7K，2.0K，1K）時(shí)，在氣體濃度與輸出電壓的斜率最大的條件下，傳感器對(duì)報(bào)警濃度可獲得最佳信號(hào)分辨率。使用時(shí)使用可變電阻器RL，以便于獲得最佳結(jié)果。在給定的工作條件下和適當(dāng)?shù)臍怏w濃度范圍內(nèi)，傳感器的電阻值和還原性氣體濃度之間的關(guān)系可近似由下面方程表示： (2-1)其中：Rs：傳感器電阻A：常數(shù)C:氣體濃度:Rs曲線的斜率圖2-3 MQ-5的等效電路（2）MQ-5的主要規(guī)格如表2-1所示MQ-5型氣敏元件對(duì)不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。因此，在使用此類型氣敏元件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。應(yīng)該用1000ppm異丁烷或氫氣校準(zhǔn)傳感器。當(dāng)精確測(cè)量時(shí)，報(bào)警點(diǎn)的設(shè)定應(yīng)考慮溫濕度的影響。表2-1 MQ-5的主要特標(biāo)準(zhǔn)工作條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Vc回路電壓15VAC or DCVH加熱電壓5.0V0.2VAC or DCRL負(fù)載電阻可調(diào)RH加熱電阻313室溫PH加熱功耗900mW環(huán)境條件Tao使用溫度-10-50Tas儲(chǔ)存溫度-20-70Rh相對(duì)濕度小于95%RhO2氧氣濃度21%(標(biāo)準(zhǔn)條件)氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性最小值大于2靈敏度特性Rs敏感體電阻10K- 60K(1000ppm 甲烷)探測(cè)范圍：300-5000ppm液化氣，天然氣，煤氣。 (1000ppm/5000ppmCH4)濃度斜率0.6標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：202 Vc:5.0V0.1V 相對(duì)濕度65%5% Vh: 5.0V0.1V預(yù)熱時(shí)間不少于24小時(shí)2.2.2 四集成運(yùn)放LM339 LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：（1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；（2）電源電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為1V-18V；（3）對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬；（4）共模范圍很大，為0（Ucc-1.5V）Vo；（5）差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；（6）輸出端電位可靈活方便地選用。 LM339集成塊采用C-14型封裝，圖1為外型及管腳排列圖。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用 圖2-4 LM339封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選2-15K）。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。LM339主要應(yīng)用于：?jiǎn)蜗薇容^器電路、遲滯比較器、雙限比較器（窗口比較器）、振蕩器。在本設(shè)計(jì)應(yīng)用的是電壓比較器電路。2.2.3 工作原理氣體檢測(cè)電路的原理圖如圖2-5所示。該電路的主要功能是完成氣體濃度的檢測(cè)，電路中只用到一個(gè)電壓比較器，即可完成對(duì)危險(xiǎn)氣體的檢測(cè)。MQ-5是一個(gè)半導(dǎo)體氣體傳感器，傳感器的阻值大小受外部還原氣體的影響。MQ-5的B端為傳感器的輸出端，R1與傳感器的輸出電阻構(gòu)成分壓電路，目的是讓傳感器有輸出電壓，且電壓值隨傳感器的阻值而變化。R2的作用是給電壓比較器提供比較電壓，從而改變傳感器檢測(cè)危險(xiǎn)氣體的報(bào)警濃度值。調(diào)節(jié)R1和R2均可改變電路的靈敏度，電壓比較器兩個(gè)輸入端的電壓差越大，電路的靈敏度越小。工作過(guò)程是：在待機(jī)狀態(tài)下，傳感器始終在檢測(cè)室內(nèi)可燃性氣體的濃度，當(dāng)室內(nèi)可燃性氣體的濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，傳感器產(chǎn)生的電壓將超過(guò)門限電壓，此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警指示燈DS1點(diǎn)亮，報(bào)警信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼處理，由無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)射給控制電路，控制電路會(huì)迅速接收到報(bào)警信號(hào)，進(jìn)過(guò)解碼和顯示處理，最終發(fā)出聲光報(bào)警。在發(fā)出報(bào)警信號(hào)的同時(shí)，經(jīng)三極管控制繼電器，將拍風(fēng)扇打開，使可燃性氣體的濃度降低，避免因可燃性氣體的濃度過(guò)高引起爆炸或人員中毒。當(dāng)室內(nèi)的氣體濃度下降到報(bào)警值以下的時(shí)候，氣體傳感器的阻值將發(fā)生變化，電路將恢復(fù)報(bào)警前的工作狀態(tài)。 圖2-5氣體檢測(cè)電路原理圖2.2.4 氣體傳感器的主要性能指標(biāo) （1）穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟谡麄€(gè)工作時(shí)間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性，取決于零點(diǎn)漂移和區(qū)間漂移。零點(diǎn)漂移是指在沒有目標(biāo)氣體時(shí)，整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)傳感器輸出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂移是指?jìng)鞲衅鬟B續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化，表現(xiàn)為傳感器輸出信號(hào)在工作時(shí)間內(nèi)的降低。理想情況下，一個(gè)傳感器在連續(xù)工作條件下，每年零點(diǎn)漂移小于10%。（2）靈敏度靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵鲎兓颗c被測(cè)輸入變化量之比，主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)和所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計(jì)都利用了生物化學(xué)、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對(duì)目標(biāo)氣體的閥限制(TLV-thresh-old limit value)或最低爆炸限(LEL-lower explosive limit)的百分比的檢測(cè)要有足夠的靈敏性。（3）選擇性選擇性也被稱為交叉靈敏度?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)來(lái)確定。這個(gè)響應(yīng)等價(jià)于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的，因?yàn)榻徊骒`敏度會(huì)降低測(cè)量的重復(fù)性和可靠性，理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性。（4）抗腐蝕性抗腐蝕性是指?jìng)鞲衅鞅┞队诟唧w積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時(shí)，探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)1020倍。在返回正常工作條件下，傳感器漂移和零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小。2.2.5 危險(xiǎn)氣體傳感器使用的注意事項(xiàng)（1）不可施加電壓過(guò)高：如果給敏感元件或加熱器施加的電壓高于規(guī)定值，即使傳感器沒有受到物理?yè)p壞或破壞，也會(huì)造成引線和/或加熱器損壞，引起傳感器敏感特性下降。（2）避免高腐蝕性的環(huán)境：傳感器暴露在高濃度的腐蝕性氣體中，不僅會(huì)引起加熱材料及傳感器引線的腐蝕或破壞，并會(huì)引起敏感材料性能發(fā)生不可逆的改變。（3）避免堿、堿金屬鹽、鹵素的污染：傳感器被堿金屬尤其是鹽水噴霧污染后，及暴露在鹵素如氟中也會(huì)引起性能劣變。（4）禁止接觸到水：濺上水或浸到水中會(huì)造成敏感特性下降。（5）避免結(jié)冰水在敏感元件表面結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致敏感材料碎裂而喪失敏感特性。（6）必須避免暴露于有機(jī)硅蒸氣中：如果傳感器的表面吸附了有機(jī)硅蒸氣，傳感器的敏感材料會(huì)被包裹住，抑制傳感器的敏感性，并且不可恢復(fù)。傳感器要避免暴露其在硅粘接劑、發(fā)膠、硅橡膠、膩?zhàn)踊蚱渌杷芰咸砑觿┛赡艽嬖诘牡胤健４送?，不能?jīng)常通斷電、MQ-5腔體內(nèi)不能經(jīng)常存放高濃度的氣體和油污2.3 防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，在該探測(cè)技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測(cè)器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來(lái)完成探測(cè)目的。熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)的基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異，這樣PIR就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。2.3.1 熱釋電紅外傳感器雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2-6所示，使用時(shí)D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。圖2-6 雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.3.2 電路原理紅外輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它基于任何物體在常溫環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并不斷輻射出熱紅外能量，分子和原子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，輻射的能量就越大。反之輻射的能量越小。人體溫度，一般為37度，會(huì)發(fā)出100um左右的特定波長(zhǎng)，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的100um左右的紅外線而工作的。通過(guò)紅外探頭將物體輻射的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理可以把這個(gè)電信號(hào)，轉(zhuǎn)換成所需要的信號(hào)。紅外檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，在生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要作用，例如:紅外測(cè)溫儀、紅外電視、紅外熱像儀等。由于紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。此外，在電子防盜、人體探測(cè)等領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，它還能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可以用于自動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測(cè)等領(lǐng)域。電路采用的是LM339電壓比較器對(duì)較弱的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電傳感器的輸出端，輸出一個(gè)低電平信號(hào)。信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管和第一級(jí)運(yùn)放進(jìn)行放大，然后經(jīng)過(guò)兩級(jí)的電壓比較。電路中通過(guò)調(diào)節(jié)第二級(jí)的比較器的一正向輸入端的電壓值，也就是給正向輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓，反向輸入端加一個(gè)待比較的信號(hào)，第二級(jí)兩個(gè)輸入管腳的電壓差越大，電路的靈敏度就越低，可調(diào)節(jié)電路的靈敏度。電路中決定報(bào)警信號(hào)的延時(shí)時(shí)間，如果希望有人闖入時(shí)，報(bào)警信號(hào)持續(xù)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，那么就可以改變的容值，來(lái)改變報(bào)警信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。熱釋電紅外報(bào)警器的工作過(guò)程為：當(dāng)紅外探頭檢測(cè)到有人闖入時(shí)，傳感器的輸出端輸出一個(gè)低電平，經(jīng)過(guò)處理電路，使檢測(cè)電路中的報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出報(bào)警。同時(shí)，報(bào)警信號(hào)通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊進(jìn)行編碼處理，通過(guò)無(wú)線發(fā)射出去?？刂齐娐窌?huì)及時(shí)接收到該信號(hào)，經(jīng)過(guò)解碼和顯示處理，發(fā)出聲光報(bào)警。電路原理圖如圖2-7所示。熱釋電紅外傳感器的優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)任何類型的輻射、器件功耗很小、隱蔽性好、價(jià)格低廉。 但是也存在著一些不足如：容易受各種熱源和光源干擾、被動(dòng)紅外穿透力差、人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收、易受射頻輻射的干擾、環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 2.3.3 熱釋電紅外傳感器的安裝要求 熱釋電紅外報(bào)警器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件：（1）報(bào)警器應(yīng)離地面2.0-2.2米。（2）報(bào)警器應(yīng)遠(yuǎn)離空調(diào)、冰箱、火爐等空氣、溫度變化比較敏感的地方。（3）報(bào)警器探測(cè)范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。（4）報(bào)警器不要直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的話最好把窗簾拉上。另外，報(bào)警器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方2.4 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射與接收電路本設(shè)計(jì)使用的是帶編碼(PT2262)的無(wú)線發(fā)射板和315MHZ帶PT2272解碼接收板，主要目的是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，而且電路簡(jiǎn)單，易于調(diào)試。2.4.1 無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊（1）結(jié)構(gòu)與功能如圖2-8所示的數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，其工作頻率為315MHZ，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在2585度之間變化時(shí)，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無(wú)線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。發(fā)射模塊還設(shè)有編碼集成電路，可直接完成編碼和無(wú)線發(fā)射功能，使用非常方便。圖2-7熱釋電紅外檢測(cè)電路圖2-8無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊該模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。數(shù)據(jù)發(fā)射模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當(dāng)電壓變化時(shí)發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無(wú)需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當(dāng)發(fā)射電壓為3V時(shí)，空曠地傳輸距離約2050米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V時(shí)約100200米，當(dāng)電壓9V時(shí)約300500米，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時(shí)，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700800米，發(fā)射功率約500毫瓦。當(dāng)電壓大于l2V時(shí)功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。（2）數(shù)據(jù)發(fā)射模塊主要技術(shù)指標(biāo)： a.通訊方式：調(diào)幅AMb.工作頻率：315MHZc.頻率穩(wěn)定度：75KHZd.發(fā)射功率：500MWe.靜態(tài)電流：0.1UAf.發(fā)射電流：350MAg.工作電壓：DC 312V（3）數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的使用數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的使用非常簡(jiǎn)單，如圖2-8所示的模板中，+接電源正,-接電源負(fù),電壓為DC2-11V.每次發(fā)射可以直接控制電源的通斷,時(shí)間最好小于3秒,模板的左邊為編碼,下方為數(shù)據(jù)端,右邊上的一個(gè)孔接天線 (可以用多股的銅線24CM長(zhǎng)即可)。此發(fā)射模塊可以配兩種接收模塊組合使用：超再生式接模塊和超外差接收模塊。本設(shè)計(jì)選用的是超再生接收模塊。2.4.2 無(wú)線接收模塊 本設(shè)計(jì)采用315MHZ帶PT2272解碼接收板，如圖2-9所示。（1）結(jié)構(gòu)與原理超再生接收是編解碼電路最常見的一種形式，成本低廉，靈敏度高，電氣性能滿足一般的應(yīng)用環(huán)境。超再生接收模塊有七個(gè)引出端，分別為10、11、12、13、GND、17、VCC，其中VCC為5V供電端，GND為接地端，17端為解碼有效輸出端，10、11、12、13是解碼芯片PT2272(SC2272)集成電路的1013腳,為四位數(shù)據(jù)鎖存輸出端，有信號(hào)時(shí)能輸出5V左右的高電平，驅(qū)動(dòng)電流約2mA，與發(fā)射器上的四為個(gè)按鍵一一相對(duì)應(yīng)。接收板A-M4和L4的區(qū)別在于輸出的數(shù)據(jù)是非鎖存的，有遙控信號(hào)是數(shù)據(jù)腳是高電平，遙控信號(hào)消失時(shí)數(shù)據(jù)腳立即恢復(fù)為低電平。圖2-9 315MHZ帶PT2272解碼接收板接收模塊采用SMD貼片工藝制造生產(chǎn)。接收模塊從工作方式分，可以分成超外差接收板和超再生接收板。超再生式接收機(jī)具有電路簡(jiǎn)單、性能適中、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)所以在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。本設(shè)計(jì)為超再生接收方式，它內(nèi)含放大整形及解碼電路，使用極為方便。接收機(jī)采用高精度帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315M后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比，溫度、濕度穩(wěn)定性及抗機(jī)械振動(dòng)性能都有極大改善?？烧{(diào)電容調(diào)整精度較低，只有3/4圈的調(diào)整范圍，而可調(diào)電感可以做到多圈調(diào)整?？烧{(diào)電容調(diào)整完畢后無(wú)法封固，因?yàn)闊o(wú)論導(dǎo)體還是絕緣體，各種介質(zhì)的靠近或侵入都會(huì)使電容的容量發(fā)生變化，進(jìn)而影響接收頻率。另外未經(jīng)封固的可調(diào)電容在受到振動(dòng)時(shí)定片和動(dòng)片之間發(fā)生位移；溫度變化時(shí)熱脹冷縮會(huì)使定片和動(dòng)片間距離改變；濕度變化因介質(zhì)變化改變?nèi)萘?；長(zhǎng)期工作在潮濕環(huán)境中還會(huì)因定片和動(dòng)片的氧化改變?nèi)萘?，這些都會(huì)嚴(yán)重影響接收頻率的穩(wěn)定性，而采用可調(diào)電感就可解決這些問(wèn)題，因?yàn)殡姼锌梢栽谡{(diào)整完畢后進(jìn)行封固，絕緣體封固劑不會(huì)使電感量發(fā)生變化，而且由于采用貼片工藝，所以即使強(qiáng)烈震動(dòng)也不必?fù)?dān)心接收頻點(diǎn)漂移，接收電路的接收帶寬約500KHz，出廠中心頻率調(diào)整在315MHz。2.4.3 PT2262/PT2272編碼解碼芯片介紹PT2262/PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。具有CMOS工藝制造，低功耗、外部元器件少、RC振蕩電阻、工作電壓范圍寬：2.6-15v、數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位、地址碼最多可達(dá)531441種的特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用與車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具和其他電器遙控。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后。VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直接通電源，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)沒有報(bào)警動(dòng)作時(shí)，PT2262不能接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)。PT2262得電工作，其17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩。所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控(ASK調(diào)制)相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢。編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。推薦值：2262/4.7M和2272/820K；2262/3.3M和2272/680K；2262/1.2M和2272/200K。PT2262發(fā)射電路的編碼是由1-8腳來(lái)完成，有高電平和低電平或懸空三種狀態(tài)，可組成6561編碼，有4位數(shù)據(jù)碼，每個(gè)編碼可發(fā)射16組數(shù)據(jù)，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對(duì)使用，最后由PT2262的17腳送往無(wú)線發(fā)射電路發(fā)射出去，數(shù)據(jù)碼只有高電平和低電平兩種狀態(tài)。 2.5 報(bào)警顯示電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的顯示電路采用的是由AT89S52單片機(jī)控制的顯示和報(bào)警電路電路。具體要求是：能快速精確地顯示報(bào)警的位置和報(bào)警提示音。電路采用發(fā)光二極管作為報(bào)警位置的顯示，利用蜂鳴器作為聲音提示，有報(bào)警信號(hào)時(shí)，電路給蜂鳴器一個(gè)高電壓，發(fā)出報(bào)警聲，給人以報(bào)警提示，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警的要求。電路還具有數(shù)字時(shí)鐘的顯示功能，采用六位數(shù)碼管顯示，并且可以調(diào)整。聲光報(bào)警有單片機(jī)的P0口控制：P0.0為第一路氣體顯示控制、P0.1為第一路人體顯示控制、P0.7為蜂鳴器控制；P1口為數(shù)碼管的段控、P2口為數(shù)碼管的位控；P3.5為調(diào)試控制端。具體電路如圖2-10所示。2-10報(bào)警顯示電路天津工程師范學(xué)院2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 軟件設(shè)計(jì)流程 本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)是對(duì)控制電路中的聲光報(bào)警和數(shù)字時(shí)鐘的控制。 聲光報(bào)警要求對(duì)報(bào)警的位置進(jìn)行顯示并是單片機(jī)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲；數(shù)字時(shí)鐘采用的六位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示，顯示時(shí)、分、秒并有調(diào)時(shí)的功能。采用端口掃描的方式判斷是否有報(bào)警信號(hào)，當(dāng)有報(bào)警信號(hào)的時(shí)候，單片機(jī)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理，控制顯示和報(bào)警。軟件設(shè)計(jì)中，采用定時(shí)器T0、T1溢出周期為50MS,T0為秒計(jì)數(shù)用,T1為調(diào)整時(shí)閃爍用， P3.5為調(diào)整按鈕,P1口 為字符輸出口,P2口為位選端。時(shí)間調(diào)整方法：按P3.5未超過(guò)1s進(jìn)入省電模式，數(shù)碼管不亮，內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)時(shí)按P3.5超過(guò)1s進(jìn)入調(diào)整模式,要調(diào)整的時(shí)間會(huì)閃動(dòng)，此時(shí)，按下P3.5超過(guò)0.5S，進(jìn)入下位調(diào)整,按下P3.5未超過(guò)0.5S，當(dāng)前位加一3.2 程序流程圖 圖2-11程序流程圖天津工程師范學(xué)院2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4 系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試原理是系統(tǒng)測(cè)試活動(dòng)的理論基礎(chǔ)，測(cè)試方法是測(cè)試原理的實(shí)際應(yīng)用和獲得測(cè)試數(shù)據(jù)的手段。測(cè)試主要依據(jù)的是本系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，是對(duì)系統(tǒng)整體功能和性能的綜合測(cè)試與評(píng)估。4.1 硬件電路的調(diào)試與仿真在設(shè)計(jì)具體電路之前，首先利用仿真軟件對(duì)個(gè)部分電路進(jìn)行仿真，經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改，整個(gè)電路能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能。根據(jù)仿真后的電路進(jìn)行實(shí)際電路的焊接。焊接時(shí)采用對(duì)電路進(jìn)行分模塊的設(shè)計(jì)思路，逐步進(jìn)行焊接與調(diào)試，最后再整體調(diào)試的步驟。在調(diào)試過(guò)程中，電路的實(shí)際效果并不想仿真的那樣，中間出現(xiàn)了一些意想不到的結(jié)果，尤其是熱釋電人體檢測(cè)電路。紅外探頭對(duì)環(huán)境的影響很敏感，實(shí)際的測(cè)量效果達(dá)不到理想的效果。對(duì)于電路中的一些元件參數(shù)也是在反復(fù)調(diào)試后確定的。最初的時(shí)候，熱釋電可以檢測(cè)到人體信號(hào)，也可以發(fā)生報(bào)警，但是報(bào)警指示燈會(huì)一直亮著。經(jīng)過(guò)對(duì)電路的調(diào)試和分析，其主要原因是電容值過(guò)大，也由此得出，報(bào)警信號(hào)的演示時(shí)間是由控制的。在調(diào)試過(guò)程中該電路還存在這一些不足如容易受各種熱源和光源干擾、被動(dòng)紅外穿透力差、人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收、易受射頻輻射的干擾、環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。對(duì)于這些不足還有待于電路上的改進(jìn)與完善，由于時(shí)間和條件問(wèn)題，以上的不足本設(shè)計(jì)不能一一解決，請(qǐng)諒解。氣體檢測(cè)電路的調(diào)試比較順利，而且它的性能和靈敏度都要比熱釋電傳感器要好。調(diào)試用的氣體是打火機(jī)中的氣體，足以讓其產(chǎn)生報(bào)警。無(wú)線發(fā)射和接受采用的帶編解碼芯片的模塊電路，因此在調(diào)試和使用上非常穩(wěn)定、簡(jiǎn)單。4.2 軟件調(diào)試本設(shè)計(jì)軟件的測(cè)試所采用的是偉幅Wave仿真軟件。wave6000是目前世界上最優(yōu)秀、最強(qiáng)大的51單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)之一。它內(nèi)嵌的仿真調(diào)試軟件可以讓用戶采用模擬仿真和實(shí)時(shí)在線仿真兩種方式對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。軟件仿真是用來(lái)確認(rèn)一個(gè)