南通大学课程设计报告
南通大学
传感器与检测课程设计报告书
学 院：电气工程学院
班 级：电122 姓 名：陈晨 学 号：1212021050
南通大学课程设计报告
目录
一．智能家居监控系统设计 .......................................................................... 1 1.1设计目的及要求 .................................................................................. 1 1.2 智能家居——温度检测 ..................................................................... 1 1.2.1 DS18B20的简介 ........................................................................ 1 1.2.2 设计思想 .................................................................................. 2 1.2.3 Proteus仿真 ................................................................................ 3 1.3 智能家居——外人闯入 ..................................................................... 3 1.3.1干簧管简介 ................................................................................. 3 1.3.2 设计思想 .................................................................................... 4 1.3.3 Proteus仿真 ................................................................................ 4 1.4 智能家居——气体泄漏/火灾检测 .................................................... 4 1.4.1 MQ-2/MQ-7气体传感器 ........................................................... 4 1.4.2 设计思想 .................................................................................... 6 1.4.3 proteus仿真 ................................................................................ 7 参考文献： ...................................................................................................... 7 附件 .................................................................................................................. 8
南通大学课程设计报告
一．智能家居监控系统设计
1.1设计目的及要求
虽然视频监控系统在20世纪90年代末就在中国市场兴起，有很多公司推出了自己的智能家居系统，但是现在仍未得到普及，而且目前智能家居的国际标准尚未成热，因此智能家居监控系统存在广阔的发展空间。利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾（烟雾）的检测（以上检测项目必做。在此基础上增加检测项目并具有可行性，加分。除环境监测项目外，也可增加人体信号检测等。）。各检测节点可通过无线方式连接到主机，检测到危险信号后，主机可采用声光报警或远程报警。
要求（1）用Protel画出设计原理图；
（2）采用Quaters II、Maxplus II、multisim（EWB）、pspice、Proteus中的一种或几种软件，完成系统电路图部分或全部仿真，在设计说明 书中体现仿真结果；
（3）写设计说明书； （4）每位同学必做；
1.2 智能家居——温度检测
1.2.1 DS18B20的简介
DS18B20是典型的单总线数字式温度传感器，工作电压为3~5v，测量结果以9~12位数字量方式串行传送，在使用中不需要任何外围元件。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
DS18B20产品的特点
? 只要求一个端口即可实现通信。
? 在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 ? 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
第 1 页
南通大学课程设计报告
? 测量温度范围在－55.C到＋125.C之间。
? 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。 ? 内部有温度上、下限告警设置。
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见右图，其引脚功能描述见表 序号 1 2 名称 GND DQ 引脚功能描述 地信号 数字输入输出引脚,开漏单总线接口引脚,当使用寄生电源时,可向电源提供电源 3 VDD 可选择的VDD引脚,当工作于寄生电源时,该引脚必须接地 表 DS18B20详细引脚功能描述
DS18B20 的温度操作是使用16 位，也就是说分辨率是0.0625。BIT15~BIT11 是符号位，为了就是表示转换的值是正数还是负数。
1.2.2 设计思想
由于考虑到家居室内的环境比较良好，且不需要相当精确的检测，于是采用集成温度传感器来检测室内温度。该系统由集成温度传感器DS18B20 发光二极管(灯光报警) led显示单片机组成。在led上显示温度值 当室内温度低于某个数值或者高于某个数值时，发光二极管将发出报警信息。程序见附录。
第 2 页
南通大学课程设计报告
1.2.3 Proteus仿真
1.3 智能家居——外人闯入
1.3.1干簧管简介
干簧管通常有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点，有的还有第三个作为常闭触点的簧片。这些簧片触点被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。干簧管比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性很高。
干簧管的工作原理非常简单，两片端点处重叠的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中，两簧片分隔的距离仅约几个微米，玻璃管中装填有高纯度的惰性气体，在尚未操作时，两片簧片并未接触、外加的磁场使两片簧片端点位置附近产生不同的极性， 结果两片不同极性的簧片将互相吸引并闭合。依此技术可做成非常小尺寸体积的切换组件，并且切换速度非常快速、且具有非常优异的信赖性。永久磁铁的方位和方
第 3 页