多功能报警平台设计

关键词： 防盗 设计 报警 监测

多功能报警平台设计（精选六篇）

多功能报警平台设计 篇1

关键词：AT89S52,GSM,传感器,防盗报警

0 引 言

传统的防盗方式[1],如安装防盗门,防盗等,往往在发生火灾、地震等自然灾害时对人们的逃生造成不便,非但不能做到有效的财产防护,反而可能造成生命安全的重大损失。随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,对私有财产的保护意识在不断的增强,对防盗措施提出了更高的要求。随着GSM网络[2]迅速普及,其稳定性、可靠性受到广大群众的认可,并广泛应用于各行各业。

本文设计了一款基于西门子公司TC35 GSM模块[3]的防盗报警器。当周围出现易燃易爆气体浓度超标、火灾和盗贼非法闯入时,系统会即时响应发出声光报警的同时会把情况以短消息方式直接发送到到主人的手机屏幕上,以备采取相应措施。

1 硬件系统设计

该设计方案采用功能强大的AT89S52[4]单片机控制西门子TC35 GSM短信模块技术[5],通过烟雾传感器[6]、燃气传感器[6]和红外传感器[6]来实时监测火灾、易燃易爆气体浓度和盗贼闯入等情况。一旦发生警情,单片机就会被触发,从而启动声光报警并控制TC35短信模块向主人发送短信及时汇报警情,以便户主采取措施。此外,系统还配备了红外遥控开关[7],在户主离开之前启动系统布防[8],回来之前可关闭系统,大大减少了系统误报情况的发生;同时,考虑到社区停电的状况,特为系统配备了后备电源,以便在停电的情况下系统仍能正常运转。图1所示为硬件系统的结构设计。

2 防盗报警系统的软件设计

2.1 编程实现GSM数据通信功能的流程

编程实现GSM数据通信功能与编程实现普通调制解调器通信功能方法完全相同,都是通过串口向其发送AT命令,并对其返回结果码,以便进行正确的控制和操作。在对GSM编程时要注意命令响应延时,以及GSM是否处于网络连接状态。此外,所有程序代码是在MC2002上调试通过,用户可根据实际情况进行修改。如图2所示为主系统流程图。

2.2 单片机防盗报警系统的仿真实验

图3中采用三个按键S1代替红外传感器最终接入到单片机P2.1,P2.2,P2.3的高低电平。当有人入室行窃的时候,模拟按键S1闭合,蓝色LED报警灯开始闪烁,蜂鸣器连续发出警报声,室内的电灯打开,与此同时发送给户主短信息:“有盗贼入侵”。

如图4为仿真结果:从结果图中可以看到当模拟开关S1闭合后,蓝色LED闪烁,走廊电灯被打开,与此同时手机短信息显示:“有盗贼入侵”。此外还有发生火灾和易燃易爆气体浓度超标时系统会变更短信的内容,内容对应显示为“发生火灾”和“易燃易爆气体浓度超标”。可见此系统设计确实可以实现多功能防盗报警的功能。

3 结 论

该防盗报警系统集火灾监测、易燃易爆气体监测和防盗监测于一身,利用最可靠、最成熟的GSM移动网络传达警情,通过实验证明此系统可靠性强,性能良好,用途广泛,可用于家庭、办公室等各种场合,且性价比极高,操作简单、快捷,具有极大的市场前景。

参考文献

[1]王宁.智能监控防盗报警系统[D].上海:同济大学,2007.

[2]上海贝尔.GSM技术简介[M].上海:上海贝尔,2005.

[3]朱丹.基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统[J].绍兴文理学院学报,2010,30(10):69-72.

[4]张广利,阎有运.基于AT89S52的USB数据采集系统的设计[J].仪器仪表用户,2008(3):33-35.

[5]李艳华,陈慧明.单片机控制GSM手机的技术及应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2005(2):73-75.

[6]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2002.

[7]张玉梅,曲仕茹.基于单片机控制的多路红外遥控开关[J].西安工程科技学院学报,2005(4):443-445.

多功能报警平台设计 篇2

基于多功能数字基带硬件平台的通用卫星模拟平台及箭遥模拟器的设计

在新一代微波统一测控系统的研制改造过程中,基于软件无线电技术的多功能数字基带得到了广泛的应用,通过软件的现场重构,可以实现不同的.测控功能.为了有效利用已有的测控设备资源,充分挖掘多功能数字基带的可扩展能力,提出了基于多功能数字基带硬件平台的通用卫星模拟平台和箭遥模拟器的设计思路并进行了联试.

作 者：瞿元新 周朝猛 丛波 QU Yuan-xin ZHOU Chao-meng CONG Bo  作者单位：中国卫星海上测控部,江苏,江阴,214431 刊 名：电讯技术  PKU英文刊名：TELECOMMUNICATION ENGINEERING 年，卷(期)： 48(3) 分类号：V448.15 关键词：测控系统   多功能数字基带   通用卫星模拟平台   箭遥模拟器   软件无线电  

多功能报警平台设计 篇3

【摘要】为了优化自升式多功能海洋钻机的功能，提升工作效率，在复杂海洋环境下进行独立钻进或修井等作业，必须根据操作经验，借助理论知识设计及有限元的测试法构造出应力测试法，设计具有多功能的5000m海洋钻机。经过反复研究和不断探索，终于在现场实验和场内测试等的作用下完成了5000m海洋钻机，可以实现设计、制造、安装和多项操作规范，具有很高的适应性。

【关键词】自升式平台；海洋钻机；结构设计；型式实验；海洋钻机

随着全球经济的变化，海上油气勘探越来越活跃，为了促进自升式平台的发展，必须及时提升其使用功能和作业能力。HYSY281是国内比较先进的多功能自升式平台，主要由船壳、升降系统、轮机、桩腿等组成。为了提升国内外海洋钻井的竞争力，必须让新型5000m海洋钻机满足HYSY281的使用要求。

一、海洋钻机主要技术参数

固定井汇的定工作压力为70MPa，钻深范围控制在5000米，节流压井管汇额定工作压力是70MPa，最大鉤载是3150kN，立管汇额定压工作压力为35MPa，绞车额定功率是1100kW，钻台横向范围控制在3.5米之间，游动系统绳数为12，钻台横导轨中心距离控制在9.144米，最大快绳拉力是350kN，井架高度是46.6米，转盘开口直径是952.5毫米。

二、海洋钻机设计主要结构

（一）总体设计

为了提升海洋钻井平台作业效率，缩短井下中心到船艉的距离，可以将钻机设计为侧开门结构。为了给日后检修和操作工作带来便捷，可以将转盘驱动设置在船艉，钻杆坡道右侧布置司钻房。钻台主要布置如下图1所示。

（二）钻台底座

5000海洋钻机钻台尺寸可以控制在16米×14米，为了减少码头或平台的焊接，可以对底座模块设计进行优化，将焊接和现场制作等控制在陆地或场内完成。经过对台面内部设备的分析发现，可以将钻台底座划分为船艉边橇、船艏边橇、转盘驱动装置安装座、立根盒橇、绞车安装橇、转盘大梁、钻杆滑道、节流压井管汇安装橇、空气罐安装橇等橇如下图2所示。

（三）井架

将井架设计成瓶式塔形结构，以二层台立体为节点，立根以下设置为直段，以上为斜段，各杆件交互交错，实现抗风、承载等功能；可以将井架结构划分为天车和井架段进行组装。井架向平台安装时，可以将二层台作为分解，分为两大段，实施2次浮吊动复员，在现有结构的基础上，利用组合和变异等对井架所需附件进行设计，提高井架设计质量。

（四）绞车

使用交流变频电驱动绞车，2档减速、双面盘刹结构，此种结构具有轿车特性宽、刹车稳定等特点，绞车辅助刹车采用能耗制动，绞车主刹车为盘刹，利用定量计算、定位控制等提升绞车的安全性。配置独立的送钻装，并采用计算机自动送钻技术实施制动送钻并对井下钻进状况进行控制，保证电动机发生故障后，依然可以活动钻具。

三、海洋钻机计算和型式试验

（一）有限元计算

按照API Spec4F的第三版要求，采用有限元分析软件对海洋钻作业和吊装等有限元进行计算和分析，同时计算出稳定性判别值UCR大于0.92小于1，井架结构杆件细比LRRT最大是84，小于受压构件细比的15，符合规范要求。

（二）型式试验

海洋钻机试验主要进行出厂试验和海洋现场联合试验。各个钻机的主要部件分别进台架跑和试验和拉力试验，同时对高压管汇和低压管汇等进行耐力试验，调整整机的静载应力，并进行其他系统试验。

进行出厂试验时，为了提升井架和底座的安装性能，可以给钻机主结构设计进行组装并模拟码头现场安装过程。进行场内整机组装时，必须合理设计组装程序，控制好吊机使用资源，提高钻机生产力度，减少钻机安装成本，保证作业安全。

利用大钩拉地锚进行荷载试验。完成每级加载后，再进行下一级试验，保证钻机试验的灵活、方便和操作快捷。进行实际应力测试值计算时，可以按照下式计算

其中表示仪器灵敏系数， 表示电阻应变灵敏系数，表示屏蔽导线电阻值，表示电阻应变片电阻值，E表示弹性模量；表示应变测试量。测试结果显示各个钩载下的结构应力符合API相关规范要求。

结束语

海洋钻机的设计、制作和焊接等都通过了CCS审核，同时对钻机全过程进行监造，在渤海湾等完成了修井作业。海洋装机符合HSE规范，而且有较强的防爆、防潮、耐高温和承载能力强等特点，具有较高适应性。

参考文献

[1]迟愚，刘照伟，史海东.全球海洋钻井平台市场现状及发展趋势[J].国际石油经济，2011，（12）.

煤矿瓦斯监控报警平台设计探微 篇4

关键词：煤矿,瓦斯监控,报警平台

0 引言

近年来, 中国煤矿瓦斯爆炸事故频繁发生, 对矿井开采人员的人身安全及社会经济产生了诸多侵害。但凡瓦斯爆炸事故出现, 矿井开采的进程就会受到阻碍, 而后期的抢救、维护工作又需要投入大量资金、人力、物力。减少瓦斯爆炸事故的最有效途径就是杜绝瓦斯泄露, 及时排除采矿过程中的安全隐患, 瓦斯监控报警系统就是基于这一目的而设计及产生的。通过监测系统, 可以实时地监督矿井内部瓦斯浓度的动态变化, 自动报警系统能在最短时间内将异常情况反映到相关部门, 以便及时采取有针对性的解决措施。

1 煤矿瓦斯监控的现状及发展方向

瓦斯煤矿的监测内容主要是CH4和CO浓度。国外主要监测CH4的浓度和一些有毒气体浓度, 如H2S等。从监测内容可知, 中国对瓦斯浓度的监测技术仍不够先进和全面, 主要原因就在于中国相关领域的起步较晚, 尚且未形成完善体系。

现如今, 中国煤矿瓦斯监控中存在的问题主要有以下几方面:a) 监控技术和设备不足。与部分发达国家相比, 中国的安全预防技术仍处于较低水平, 且所使用的设备并未得到及时更新, 无法满足实际生产作业的要求;b) 监控体系不完善。由于监控技术的限制, 中国在瓦斯监控方面还没有形成完善的体系, 大量的信息无法得到及时输送;c) 瓦斯浓度监测标准不统一, 因此尽管一些矿井内部安装了瓦斯监控系统, 但当内部零件或结构发生破坏时, 无法及时替换和检修。在信息传输方式的选择上, 有些矿井采用时分制和平分制, 有些矿井采用载波的传输方式。

2 煤矿瓦斯监控系统

在煤矿开采作业中, 需要监控的场所主要有:瓦斯排放站、中转站及矿井内部等。为提高瓦斯监控质量, 可以建立一定的监控系统, 对这几个场所统一监控。监控系统的主体结构如图1。

在此系统中, 瓦斯监控分站是不可或缺的部分。瓦斯监控分站的工作原理是通过传感器对不同感应点的监控来实现数据采集的目的, 并将采集到的数据传送到相应分析设备上进行数据处理分析。同时, 系统中配置的显示设备使现场操作人员能进行实时的信息交换和沟通, 继而制定合理完善的调度措施。通信接口的作用是连接不同的计算机, 使其实现一个信息网络, 实现信息共享互换[1]。

瓦斯监控系统的组成部分主要有控制面板、显示屏、传感器、载波器等。传感器接收到的信号通过载波器传输到主板中进行分析处理, 显示屏将瓦斯浓度的变化转化为形象的数据。当矿井内部的瓦斯浓度超过一定限度时, 警报系统会立即发出信号, 启动警报, 相关工作人员可以根据所反馈的信息采取有针对性的调整措施。

3 煤矿瓦斯监控报警系统及工作原理

3.1 煤矿瓦斯监控报警系统

传感器是瓦斯煤矿监控报警系统中的关键组成, 本质上是一种热催化元件。这种元件的使用寿命较短, 在长时间使用状态下其性质将会发生较大改变。因此, 在煤矿瓦斯浓度监控过程中, 务必要及时更换传感器, 这给煤矿的监控工作量带来较大负担, 因此已有专家研发出了稳定性更高的传感元件, 此类元件使用寿命长、稳定性强, 可保障传输质量。

煤矿瓦斯监控系统是巨大的网络系统, 涉及到信息传感器、信息接收器、网络终端等部分。正是由于存在这个覆盖面广阔的网络系统, 才能对煤矿的各个区域进行完善监控, 并提高工作效率。

随着单机片和数字集成电路技术的发展, 中国煤矿瓦斯监控系统也逐渐将这两种技术应用到实际监控中, 使警报监控系统向更科学、智能的方向发展。同时, 用户端的设置也更为合理。当前, 中国煤矿瓦斯监控系统的用户端主要采用普通模式和智能模式两种。根据实际需求, 有时可将两种模式交叉应用, 大大提高工作效率[2]。

瓦斯监控系统的报警平台也是整个系统中必不可少的一部分。根据其数据来源, 可以将平台分为监控系统和互联网系统, 它们都属于系统的参与者。通过报警平台可以启动报警器, 监控人员可以通过平台获取相关的短信提醒, 并实现信息发布。监控平台可分为普通、高级两种形式。

3.2 煤矿瓦斯监控报警平台瓦斯监控的短信设计和报警设计

煤矿瓦斯监控系统的警报信息主要是以短信的形式发送的。短信具有固定模式, 且每一种模式所包含的信息均有所差异。短信的类型主要有四种:a) 由平台发往用户的短信;b) 由用户发往平台的短信;c) 报警短信息;d) 系统内部短消息。报警短消息中包含了详细的要点信息。自定义短信为管理员提供了管理系统内部信息的途径, 并且实现功能拓展。对报警短信的设计可以实行分层设计, 例如可以分为结构层、数据层、处理层、功能层等, 以此完成数据收发、监测、处理、访问、提供数据库操作接口、数据库表和触发器等。

3.3 煤矿瓦斯监控系统的网络及客户端设计

煤矿瓦斯监控的客户端主要采用BS结构, 这一结构可有效实现瓦斯自动控制管理。客户端的管理员可以通过网络对管理情况进行浏览检查, 并在相应系统内完成对数据信息的管理。管理员的管理权限也受到一定的控制, 其主要权限有以下几种:

a) 管理员分层次结构进行设置, 上一级别的管理员将管理任务分配给下级管理员;

b) 管理员在登录管理界面时需要一定的信息验证, 当系统中接收到警报信息时可以通过模块信息来确认管理员的身份是否符合规定;

c) 在使用平台管理功能时, 需要核实管理员的使用权利, 只有在管理员符合以上条件时才能对平台进行管理[3]。

客户端的版块可以分为不同的部分, 主要有以下三方面:短信消息的接受和发送版块、自定义消息版块、报警消息版块。a) 短信消息收发版块的作用是根据手机功能来实现消息接收和发送;b) 自定义消息版块的作用主要是处理平台中的警报内容;c) 报警版块的作用是报警, 并对报警信息进行一定的核实、验证, 最后通过文字或数据的形式将信息传送出去, 以曲线统计的形式将所有报警内容保存到数据库中进行统一管理和记录, 并对系统中查询、删除等内容加以记录, 使平台管理更规范、合理, 促使平台良好运行。

4 结语

煤矿瓦斯监控报警平台具有灵活性、扩展性强、实时报警的精确度高和速度快等特点。通过煤矿瓦斯监控系统, 实现报警平台的智能化、网络化、多功能化和微型化, 不管是在硬件技术方面, 还是软件技术方面均更加完善。由于短信息成本低、操作简单及灵活, 因此更适用于报警数据的传输, 以减小煤矿因瓦斯事故带来的危害与损失。

参考文献

[1]陆宝军, 王社新, 刘振锋.煤矿瓦斯监控报警平台的设计[J].煤炭技术, 2013 (4) :77-82.

[2]周英.煤矿瓦斯监控报警平台的设计[J].煤炭技术, 2012 (9) :23-27.

多功能报警平台设计 篇5

1.1 硬件部分

实验采用:温度传感器DS18B20用于检测温度值, 可编程并行接口芯片8255一片, 七段LED显示器, 发光二极管一只, 蜂鸣器一个。

1.2 软件部分

(1) 首先要对8255进行初始化设计, 设置8255的工作方式并确定8255的端口地址; (2) 将温度界限值在LED上显示出来; (3) 启动DS18B20, 发出温度检测命令, 将温度值在LED上显示出来; (4) 把测得的温度值和界限值相比较, 若大于界限值, 则进行声光报警。

2 硬件设计

2.1 可编程并行接口芯片8255A

利用8255A将界限值和温度值通过LED显示出来, 同时8255A的PC0与DS18B20相连, 向其发出温度检测命令及接受温度数据, PC5和蜂鸣器及发光二极管相连, 用于声光报警。

2.2 DS18B20温度传感器

利用温度传感器检测温度, 并转换为数字量和设定的界限值比较。

DS18B20可编程温度传感器有三个管脚。GND为接地线, DQ为数据输入输出接口, 通过一个较弱的上拉电阻与CPU相连。VDD为电源接口, 既可由数据线提供电源, 又可由外部提供电源, 范围3.0—5.5V。本系统中使用外部电源供电。

其主要特点为: (1) 用户可以自行设定报警上下限温度值; (2) 不需要外部组件, 能测量-55—+125°C范围内的温度; (3) 在-10—+85°C范围内的测温准确度为±0.5°C; (4) 通过编程可以实现9—12位的数字读数方式, 可在至多750MS内将温度转换成12位数字, 测温分辨率可达到0.0625°C; (5) 独特的单总线接口方式, 与微处理器连接时仅需要一条线既可实现和微处理器的双向通讯。

2.3 蜂鸣器

在本实验中, 蜂鸣器用作声音报警。蜂鸣器是将电能转化成声能, 并将声能辐射到空气中去的一种电声转换器件。它一般包括灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性、失真、音质听感评价等。

2.4 发光二级管

发光管用于对超过界限的温度值进行发光报警。发光管, 采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成, 其内部结构为一个PN结, 具有单向导电性。当在发光二极管PN结上加正向电压时, PN结势垒降低, 载流子的扩散运动大于漂移运动, 致使P区的空穴注入到N区, N区的电子注入到P区, 这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合, 复合时产生的能量大部分以光的形式出现。

2.5 七段LED显示器

利用LED显示器显示预设的温度界限值以及测定的温度值。七段LED显示器可以控制在哪几个数位上, 哪几个发光二极管亮, 从而显示数字。其工作原理:如果发光二极管共阳极, 则输入为0时亮, 为1时不亮, 反之如果发光共阴极, 则输入1时亮, 0时不亮。发光二极管时一种外加电压超过额定电压时发生击穿, 并因此能产生可发光的器件, 数码显示器通常由多个发光二极管来组成七段或八段笔画显示器, 当段组合发光时, 便会显示某一个数码管或字符。

2.6 硬件总逻辑说明

本设计主要使用了DS18B20, 8255, 七段LED显示器以及发光二极管和蜂鸣器。其中DS18B20用来进行温度的采集, 8255是用来接受DS18B20采集的温度, 并完成输出的工作, 七段LED显示器是将8255输出的数据进行显示, 发光二极管和蜂鸣器是对越界温度值产生报警信号。

8255的PA口和PB口分别作为七段LED显示器的段选和位选, 可以把界限值和温度值通过LED显示。8255的PC口的PC0和DS18B20相连, PC5和发光二极管和蜂鸣器相连, 控制系统进行声光报警。

3 控制程序设计

3.1 控制程序设计思路说明

由于DS18B20采用串行数据传送和单总线数据传输方式, 其数据输入输出都由同一条线完成。因此, 对读写的操作时序要求严格。为了保证DS18B20有严格的读写时序, 需要做较精确的延时。在操作中用到的延时有15us, 90us, 270us, 540us等, 可以在程序设计时用延时子程序来读写延时操作。

首先对8255初始化, 将8255的C口清零, 防止刚开始就报警, A口用于LED的段选, B口用于LED的位选。启动DS18B20开始温度检测, 发出温度转换命令, 通过8255的PC0按位传输到DS18B20, 再把测量的温度值按位暂存在寄存器AX中, 再将此温度值和设定的界限值通过LED显示器显示出来, 同时比较二者的大小, 若温度值超过界限值, 则通过蜂鸣器和发光管进行报警。

4 上机调试过程

4.1 硬件调试

此设计采用了全新的硬件系统, 通过在试验过程中不断发现和解决问题, 最终实现十进制输出, 增加了小数部分, 让程序渐渐完善起来了。

4.2 软件调试

(1) 由于8255C口开始可能没有全部清零, 启动新机器就会进行声光报警, 程序中加入程序段使C口清零, 同时在DS18B20的启动和读温度程序中也要加入C口清零的程序段, 防止开始实验和温度检测过程中发生报警。

(2) 程序调试中主要是在显示数据的时候出现了一些问题, 开始的时候由于没有加入显示小数部分, 致使小数被忽略掉, 严重影响到温度的准确性, 所以又修改了程序, 使得小数也可以显示出来, 大大提高了结果的准确性。并且使得两个温度值可以同步显示。在报警的时候, 由于有延时, 会让数据显示出现闪烁的情况, 经过修改, 报警程序的延时直接使用了显示子程序中的延时程序段, 这样就不会出现闪烁的现象了。

4.3 调试结果及问题的提出

经过不断对软硬件调试以及联机调试, 程序运行后, DS18B20温度传感器可以实时检测温度并转换成数字量, DS18B20内部包含模数转换的功能, 因此在试验中不需要另外增加模数转化器。实验ds18b20的显示数据是用十进制表示, 可以很清楚的显示小数部分, 当前的温度显示一目了然, 界限值也是用十进制显示的, 方便比较是否越界, 便于判断报警是否正确。在和设定的界限值比较, 可以在显示器上直观的观察温度值是否越界, 如果温度值大于界限值, 则进行声光报警。

5 结论

该设计可将外界采集到的温度信号量经过ds18b20完成模数转换到达8255与给出的界限值进行比较, 接受界限值和与界限值进行比较以及输出报警信号均通过8255A芯片传输, 界限值在程序中设定给出, 判断是否越界, 若越界则进行声光同时报警。从结果可以看出, ds18b20温度测设是比较准确的。ds18b20测温的范围很大, 还可以测试零下的温度值。试验中测试的温度是显示成十进制, 可以发现ds18b20显示的结果是能测试到小数值的, 看出它的准确度还是很高的。

通过设计, 笔者充分认识到理论知识对应用技术的指导性作用, 进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。笔者所做的设计不仅可以用于大棚内的温度测试, 还可以用于室内的火灾报警等系统中。

摘要：该文通过对系统的硬件部分和软件部分设计并开发能检测温度信号, 并能产生报警信号的系统, 达到温度检测及报警的要求。硬件部分实现了对控制模块的设计, 软件部分通过汇编语言实现了主程序和子程序。通过实验证明, 该设计实现了对温度的检测和报警功能。

关键词：温度检测,报警器,汇编语言

参考文献

[1]高西全, 丁玉美, 阔永红.数字信号处理原理、实现及应用[M].北京:电子工业出版社, 2006.

[2]林凌, 李刚.新型单片机接口器件与技术[M].北京:西安电子科技大学出版社, 2005.

[3]杨宁.单片机与控制技术[M].北京:北京航天航空大学出版社, 2005.

多功能报警平台设计 篇6

1 贴片式报警装置的设计

贴片式报警装置也叫一型贴片装置, 其体积精巧, 不影响婴儿正常活动为主要设计原则, 同时要求装置耗电低, 能长时间待机工作, 所以在器件的选择方面尽量尊循以上原则。在电源方面选用纽扣电池作为供电方式, 报警器选用微型蜂鸣器, 整体器件是由集成电路板、蜂鸣器、三极管、电池、叉型电路板、导线组成。它是在一小型壳体内安装一集成电路板, 蜂鸣器一只, 两个三极管, 电池一片, 用两根导线外接叉型电路板一块。将叉型电路板放置婴儿或病人尿不湿外侧, 叉型电路板遇湿导电, 触发集成电路工作报警。这种报警器是利用集成电路, 两触发点短路, 触发报警原理。

在系统设计中, 信号发送的正常发送是必须要考虑的问题, 由于在电子线路中输入信号往往很小, 它所提供的能量不能直接推动负载工作, 因此需要另外提供一个能源, 由能量较小的输入信号控制这个能源, 经三极管使之放大去推动负载工作。所谓放大, 从表面上看是将信号由小变大, 实质上, 放大电路的过程是实现能量转换的过程。我们把这种小能量对大能量的控制作用称为放大作用。三极管只是一种能量控制元件, 而不是能源。三极管有三个电极, 三极管对小信号实现放大作用时在电路中可有三种不同的连接方式 (或称三种组态) , 即共 (发) 射极接法、共基极接法、共集电极接法。

2 二型装置的设计

2.1 二型装置的发射部分设计

2.1.1 检测部分

二型装置检测部分材料与一型装置相同, 采用软质棉纤制作, 由于二型装置为带尿量指示的无线发射接收式报警装置, 所以检测部分设计为分段式, 检测点分别设在检测棉条的前端和中部以区别尿量的多少。

2.1.2 传输方式的选择

报警装置要实现系统的无线功能, 就必须进行无线模块的设计, 从而来实现对系统信号的发送与接收, 实现装置无线控制的第一步。无线遥控方案的选择, 装置要求只要检测探头接收到信号后无线装置发射信号给接收装置, 所以我们就需要一种无线传输信号的方式, 要求使系统信号传输快, 传输信号准确, 成本比较低。无线传输就是信号的传输是利用无线方式进行的, 为了使远方的被控对象按照要求去动作, 控制端必须向被控端发出一个动作信号或如何工作的命令, 这个命令就是遥控指令。遥控指令又分连续指令和断续指令。数值连续变化的指令为连续指令, 如控制石油管道流量和压力的指令;数值断续的指令叫做断续指令, 如照明电灯的开与关的指令。考虑到运行成本, 我使用的是红外无线遥控技术, 此技术适合于低成本、跨平台、点对点高速数据连接, 尤其是嵌入式系统。由于红外线传输具有结构简单、制作方便、成本低廉、抗干扰能力强、工作可靠性高等一系列优点, 是近距离传输, 特别是室内无线传输的首选方式。因此我选择红外线的无线通信方案。红外线传输的特性主要有几点。红外线传输具有独立性, 由于红外线为不可见光, 因此对环境影响很小红外线的波长远小于无线电波的波长, 所以, 红外传输不会干扰其他家用电器, 也不会影响邻近的无线电设备。特性与可见光相似性, 由于靠近可见光的红外线边缘, 它的直线传播、反射、折射、和被物质吸收等物理特性与可见光非常相似。无穿透障碍物的能力, 具有较强的隐蔽性, 因红外线为不可见光, 具有很强的隐蔽性。红外线传输的距离, 一般为几米至几十米或更远一点。

红外线传输的基本原理:要使用红外线传输来实现信号传输, 我们就有必要来了解下红外线传输的基本原理。红外线遥控就是利用红外线 (又称红外光) 来传递控制信号, 实现对控制对象的远距离控制。具体来讲, 就是由发射器发出红外线指令信号, 由接收器接收下来并对信号进行处理, 最后实现对控制对象的各种功能的远距离控制。

红外线发射器由控制信号、信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成。当接收到控制信息后, 指令信号产生电路便产生所需要的控制指令信号。这里的控制指令信号是以某些不同的特征来区分的。常用的区分指令信号的特征是频率特征和码组特征, 即用不同的频率或不同的编码的电信代号代表不同的指令。这些不同的指令信号由调制电路进行调制后, 最后由驱动电路驱动红外线发射器件, 发出红外线遥控指令信号。

2.1.3 单片机的选择

要实现系统的发射和接收功能, 电路是必不可少的, 而要驱动电路, 实现无线传输系统的整体功能, 就必须通过单片机相应的程序来完成。

2.2 二型装置的接收部分设计

2.2.1 红外线的接收过程及接收器件的选择

当红外线遥控器发出信号之后, 我们就要对这些信号进行接收, 对于红外线接收, 大家都知道, 要接收外来的信号, 一个重要的部分就是必须要有接收电路或者接收器件, 下面我们就对红外线的接收器件或接收电路进行选择。

对于红外线的接收过程是将红外线作为载波的控制信号通过光学滤波器后, 由红外线光电管接收由于红外接收器件接收的信号非常微弱, 而光电二极管、三极管输出的光电流很小, 需要进一步放大才能实现遥控功能。这样如果单独制作放大电路的话就不方便, 所以我们需要一种红外线接收管和放大电路集成在一起的元器件。所以我们选择集成红外线接收电路, 更好的更简便的实现对外部信号的接受和处理。

2.2.2 接收部分供电方式选择

因无线发射接收式报警方案主要应用于室内, 无线接收部分位置相对固定, 故采用220V AC作为供电方式, 这样既免去了更换电池所带来的麻烦, 又保证了系统的可靠性。

2.3 报警装置的调试

2.3.1 一型装置的调试

包括静态调试, 所谓静态调试是将一型装置安装完毕后, 试验电路采用3V纽扣电池供电, 将电池与安装在电路板上的电池扣连接后, 检查电池正负极安装是否准确, 首先使用万用表, 检查各集成电路的电源引脚的电压, 等于或略低于电池电压。将装置后盖盖好后, 把检测探头部分浸入水中, 蜂鸣器立刻发出报警, 重复多次后确认报警装置静态试验可靠。

2.3.2 模拟仿真调试