智能家用燃气无线报警系统设计

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关键词:温度传感器;烟雾传感器;无线通信;GSM移动通信
1智能燃气报警系统总体方案 系统整体框图有一个主模块和子模块组成。主要有可燃 气体烟雾检测传感器、人体红外感应传感器、温度传感器、主控 芯片、LCD显示模块、声光报警模块、GSM模块以及控制模块等 组成。结构框图如图 1所示:
图 1系统结构框图 本设计一共采用两个 STM32单片机,主模块的单片机用来 检测处理温度传感器 DS18B20的信号,将处理后的信号经过无 线模块发射到子模块,单片机通过 NRF24L01接收信号,传递 给单片机处理信号,然后显示在 LCD1602上。监测子模块单片 机处理接收到的数据,和设置的温度、燃气范围浓度对比,如果 超出温度范围则通过 GSM 模块对用户进行远程短信报警,并 开启排风装置,其中需要监测子模块地址和报警目标用户手机 号码可以通过键盘设置,并且保存在 EEPORM里面不丢失[2]。 2硬件设计 2.1主控模块 主控芯片采用 STM32单片机,设计中单片机的最小系统, 包含复位电路、晶振电路,单片机所提供的接口均可对外拓展。 原理图设计中 NRF24L01无线芯片、温度传感器、蜂鸣器、LED 报警、电源电路、均采用网络标号,使页面更加简洁。系统中所 有元器件的供电均使用单片机自身所带供电口供电。 2.2无线通信模块 在本次设计中,通过多个无线模块比较,综合各个因素比如 成本、传输距离、可穿墙性、操作方便性、选择了采用 NRF24L01 是 8引脚无线模块,通过编程设置,两个无线模块一个作为发射 端,一个作为接收端对测量的温度实时发送对接。NRF24L01此 芯片可以实现 1个对 1个无线芯片或是 1个对多个芯片进行无
参考文献: [1]赵延明,文家厚,曾琼斌,黄篧,陈建勋.家用燃气泄漏 智能报警系统研究[J].化工自动化及仪表,2014,41(02):222 225+228. [2]陈英,肖利军,刘蒙瑞.智能家庭煤气中毒及火灾报警 系统设计[J].无线互联科技,2018,15(15):6869. [3]覃鲜艳.基于 DS18B20的无线测温系统的研究与设计 [D].武汉理工大学,2012. [4]朱兰,任志伟.一种基于 LPC2138的智能家用燃气报 警系统设计[J].电子技术与软件工程,2014(23):150151. [5]刘昌珍.基于 GSM的远程家庭监控及报警系统的设计 [J].安防科技,2008(08):2225. 通讯作者:于源华。

(上接第 30页) 2.电力驱动系统 电力驱动系统在新能源汽车生产中使用较为广泛,电力驱
动系统的应用改变了传统的燃料作为车辆驱动能源,电力的使 用让车辆更加清洁、环保;电力驱动增加了输出扭矩,使车辆的 工作效率和运 行 质 量 有 所 提 高。另 外,采 用 电 力 驱 动,降 低 了 车辆对能源的 消 耗,提 高 了 车 辆 使 用 的 经 济 效 益。但 是,从 目 前电力驱动系统发展来看,车辆续航能力和动力充电还需要进 一步提高,需要在安全性和可靠性方面加大研发力度[3]。
35
线通讯,无线通信速率最高的时候可以达到 2M。本次设计采用 的是一对一的形式,只有一个接收端和一个发射端,要想实现两 个芯片的无线对接,需要运用单片机变成对其控制。
2.3DS18B20温度传感器 设计所采用的温度传感器 DS18B20是唯一通过无线芯片 传输,在无线报警的发射端,接收端在接到数据后在接收端的 单片机进行数据 处 理[3]。在 家 用 燃 气 无 限 报 警 设 计 中,采 用 DS18B20传感器,对燃 气 炉 的 温 度 监 测,把 监 测 数 据 发 送 给 单 片机。因为燃气 炉 温 度 过 高,DS18B20只 有 小 段 不 锈 钢,后 面 为胶皮,为了防止胶皮软化还有不超过 DS18B20温度监测的最 高温度,采用让传感器距离明火稍远的距离。 2.4MQ2烟雾气敏传感器模块 在发射端本次设计采用的 MQ2烟雾气敏传感器,根据查 阅资料 MQ2烟雾气敏传感器具有很多特性,传感器有一个 D0 输出口,可以输出 高 低 电 平。 TTL根 据 检 测 到 气 体 浓 度,输 出 不同的电压,电压范围为 0V~5V。另外 MQ2传感器具有响应 速度快,操作简单的优点。本次设计在无线模块发射端单片机 I/O口,加入 MQ2烟雾气敏传感器模块,把 MQ2模块直接连 接在发射端单片机上当浓度高于设定值时,单片机发射端的蜂 鸣器直接发出报警。 2.5HCSR505人体感应模块 HCSR505小型人体感 应 模 块 是 一 个 集 成 模 块,次 模 块 灵 敏度相对较高,广泛应用于各种自动控制电路中。本产品为全 自动感应,感应延时可调,默认 8秒延时,当检测到有人进入到 感应区后,感应模块输出高电平 3.3V,当检测到人离开超过 8 秒以后就会输出低电平。本模块对工作电压要求不高,可以在 4.5V~20V,正常工作,输出电流很小最大不超过 60uA,模块输 出的高电平,即 3.3V可以直接与各类电路对接,方便使用。 2.6GSM短信收发电路 本设计短消息发送模块采用 TC35i模块,TC35i西门子工 业 GSM模块是一个支持中文短信息的工业级 GSM模块,电源 范围为直流 3.3~4.8V,通过接口连接器和天线连接器分别连 接 SIM卡读卡器和天线[4]。SIM 电压为 3V/1.8V,TC35i的数 据接口(CMOS电 平)通 过 AT命 令 可 双 向 传 输 指 令 和 数 据, LPC2138通过 I/O端口控制 TC35的开关机、复位等,进行数据 通信,通信速率为 9600Kbps,采用 8位异步通讯方式,1位起始 位,8位数据位,1位停止位[5]。 3软件设计 根据无线报警器系统设计要求以及内部程序运行流程,制 定了以下系统的总工作流程,如图所示:(NRF24L01无线模块; STM32为处理器;DS18B20传感器为传感器 1;MQ2传感器为 传感器 2;HCSR505为传感器 3;LCD1602为显示屏)。总程序 流程图如图 2所示:
三、结语 汽车行业发展不仅提高人们生活质量,还带动了更多产业 的共同进步。在当前环保理念下,新能源和节能技术在汽车产 业中的应用必然将带来重大的社会变革,促进社会发展和汽车 科技进步。 参考文献: [1]彭洁宇.汽车新能源与节能技术应用研究[J].时代汽 车,2019(6):7172. [2]王振,颜 文.探 讨 汽 车 新 能 源 与 节 能 技 术 应 用 的 研 究 [J].科学中国人,2017(20). [3]苏博巍,黄召明,赵航,等.新能源汽车节能技术的应用 探析[J].时代汽车,2019(7):5758. 作者简介:张红琼(1990),女,汉族,贵州安顺人,研究生, 助理讲师,主要研究方向:汽车电子技术、新能源汽车技术。
3.燃料电池系统 燃料电池技术在丰田系列和福特系列车型中应用较多,这 种技术将氢气 和 甲 醇 作 为 主 要 燃 料,通 过 化 学 反 应 转 变 为 电 能,为车辆行驶提供能源和动力。这种技术具有高效和清洁的 特点。但是这种技术产生的动力有限,需要与其他技术联合应 用才能发挥出良好的应用效果。
34
科技风 2020年 6月
科技创新
图 2系统软件流程图 4总结 本次设计共采用两个 STM32F103单片机和三个传感器,组 成了一个智能家用无线燃气报警装置。监测环境温度和燃气
浓度通过传感器发送至单片机,处理分析后与设定的值进行对 比,超出设置范围发出警报及控制信号打开排气扇,并发送短 信给用户;显示屏能够实时显示、检测环境温度变化,根据人体 红外感应传感器检测控制屏显时间,用作日常检查,有效降低 燃气泄漏的风 险。实 际 测 试 结 果 显 示,该 装 置 稳 定 运 行,测 量 误差小,操作简单,可用于智能家居的设计使用。
中设计的知识 规 则 众 多,知 识 的 收 集 和 验 证 是 一 项 庞 大 的 工 作。在实时系统中,人 工 智 能 应 用 较 少,推 理 速 度 方 面 还 有 提 高的空间。如何将人工智能技术更好的应用于钢铁行业,还有 待进一步的开发研究。
参考文献: [1]刘鸿.常用人工智能技术在钢 铁 领 域 中 的 应 用 概 述 [J].冶金自动化,2019,43(4):2428. [2]王开应.电气自动化技术的潜在发展空间及应用分析 [J].消费导刊,2019,(27):36. [3]刘振宇,曹光明,周晓光,等.组织性能预测技术及其在 智能热轧中的核心作用[J].轧钢,2019,36(2):17. [4]江卫国,陈林生.远程监控及自动采样机技术在煤质检 验过程中的应用思路构建[J].商品与质量,2019,(11):165. [5]朱旋,吴第 春.冷 轧 厂 在 建 设 “智 慧 工 厂 ”的 探 究 与 研 究[J].电脑迷,2018,(30):184186. [6]杨鸣旭.人工智能时代这几位机器人明星都不认识,你 就 OUT了![J].留学,2018,000(002):2829. 作者简介:赵明珠(1972),女,汉族,黑龙江海伦人,本科, 副总经理,研究方向:钢铁。
(上接第 29页) 由于生产计 划 和 调 度 的 复 杂 性,可 以 采 用 人 机 合 作 的 方
式,由工作人员制定相应计划,通过人工智能技术进行计算、选 择,可以缩短等待时间,提高工作效率。
8人工智能技术在物流管理与控制中的应用 人工智能技术在钢铁行业中最早就是应用于物流管理中, 目前应用更为广泛,涉及钢坯精整线物流控制、板卷搬运控制、 产品发配、泊位和装载计划等专家系统。以住友鹿岛钢铁厂的 热轧精装整线板卷运输专家控制系统为例,系统由 AI微机和 原有大型微机组成,系统接受上位管理机的生产计划,确定作 业指示,常规检索等由原有系统处理,需要经验处理的请教专 家系统。AI微机可以实时接收其他计算机的数据,确定板卷运 输请求的实时定时和优先顺序,推理部分的控制,分析各种相 关因素,选择优先级最高的运输请求,推理出天车和台数的分 配,传送运输调度指令。人工智能技术在物流管理和控制终端 应用可以缩短处理时间,节约人力成本。 人工智能技术在钢铁行业各领域都有着广泛应用,尤其在 一些半结构或非结构,难以进行数学建模的领域,人工智能技 术与原有的技术相结合,取得了很好的效果,对钢铁行业自动 化生产,产生了 巨 大 的 推 动 作 用。但 是 我 们 也 可 以 发 现,系 统
科技创新 DOI:10.19392/j.cnki.16717341.202018025
科技风 2020年 6月
智能家用燃气无线报警系统设计
张敏丽 郭红壮 于源华
长春理工大学 吉林长春 130000
摘 要:针对家用燃气室内应用环境,对无线报警系统进行了研究,提出一种智能化、成本低的适用家庭的无线报警器。硬件 主要由 STM32F103单片机、NRF24L01无线通信模块、DS18B20温度传感器、MQ2可燃气体烟雾检测传感器、SR505人体红外感应 传感器以及 LCD1602显示屏组成。系统采用无线通信方式,显示屏实时显示室内温湿度,通过人体红外感应检测感应点亮屏幕。 通过对室内温度、家用燃气的浓度、烟雾的浓度等对家用燃气设备进行有效实时监控,并在发现问题后第一时间通过 GSM移动网 以短信方式通知户主,同时发出控制信号启动排风扇等相关措施,并发出相关警报信息[1]。通过实验得出,该系统成本低、安装简 单、使用方便,扩展性强等,可以应用在智能家具控制系统。
相关文档
最新文档