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基于嵌入式系統(tǒng)的智能門窗設(shè)計

作者: 時間:2011-02-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.3 有害氣體檢測模塊
居室里的空氣是由多種氣體混合而成的,對人體有害的物質(zhì)主要是CO2、CO、煤氣、有害化學(xué)物質(zhì)(如甲醛、苯類等)以及可吸入顆粒及附著在其上的病菌等,這些有害物質(zhì)的濃度過高時會對人體造成危害。
有害氣體檢測電路,如圖3所示。在該電路中主要用氣敏傳感器實現(xiàn)“氣-電”轉(zhuǎn)換,在正常情況下,氣敏傳感器不接觸有害氣體或有害氣體濃度很低時,氣敏傳感器兩端呈現(xiàn)高阻狀態(tài),檢測到的信號小,不能驅(qū)動后級電路而使其工作。反之,檢測信號變大,從而驅(qū)動開窗器
和排風(fēng)扇工作,及時報警,并盡可能地排除有害氣體。
(1)一氧化碳傳感器。選用深圳富安達公司的CO/MF-500型電化學(xué)傳感器,當(dāng)環(huán)境的CO濃度發(fā)生變化時,電化學(xué)方程的平衡產(chǎn)生移動,輸出的電流發(fā)生相應(yīng)的變化。該傳感器量程為0~500 ppm,分辨率為1 ppm,線性輸出,并且過濾了H2S和SO2氣體,測量精度較高。
(2)甲醛傳感器。選用深圳市富安達公司的S-10電化學(xué)傳感器,測量范圍為0~10 ppm,最大負載為50 ppm,輸出信號為800 nA/ppm,分辨率為0.05 ppm,響應(yīng)時間小于50 s,可在高濕度等惡劣環(huán)境下工作。
(3)煙霧傳感器。選用深圳市商斯達公司的離子室煙霧傳感器,電源電壓為直流6.0~18.0 V,輸出電壓為(5.6±0.4)V,靈敏度為(0.6±0.1)V,溫度為-10~+60℃。
氣體傳感器需要用導(dǎo)線引出,同時控制器需要一組12 V(DC,500 mA)的電源供電。由于氣體傳感器需要電源預(yù)熱,功耗較大,+5 V電源下約需150 mA電流。本文采用一個LM7805三端穩(wěn)壓器供電,同時加上適當(dāng)?shù)纳崞?,以保證長時間可靠穩(wěn)定的工作。實踐證明,它對溫度和濕度測量是準確和迅速有效的,對氣體的檢測也十分敏感,遇到有危險氣體時能可靠地發(fā)出報警和自動接通風(fēng)扇排風(fēng),為人員的安全起到高靈敏度的檢測和保護作用。
1.4 風(fēng)光雨感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計
風(fēng)光雨傳感器是一種集多種傳感器于一身的多功能傳感器,它可以自動檢測風(fēng)力、光線強度、雨量大小,為窗戶的開啟控制提供依據(jù),這里選用深圳卓靈公司的ZF-WRR型風(fēng)光雨傳感器,其工作電壓為直流12 V;工作電流為0.1 A;風(fēng)感器可設(shè)定風(fēng)速值為1~4級,范圍為3~20 km/h;雨感器可設(shè)定范圍為1~5 mm/h;采用防水結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,以及風(fēng)感部分雙軸承結(jié)構(gòu),可確保風(fēng)感靈敏度。當(dāng)室內(nèi)有害氣體濃度過大,除開啟排風(fēng)扇將有害氣體排出室外,還可連接開窗器作為輔助將窗戶打開,但若逢大風(fēng)、大雨或風(fēng)沙天氣,因不適宜開窗,則由MCU發(fā)出關(guān)閉窗戶指令。
1.5 門窗防盜模塊設(shè)計
該模塊主要用于防止門窗打開時,不法分子趁機入室或窗戶關(guān)閉時破窗而入,對房屋主人的人身及財產(chǎn)安全造成威脅。該模塊主要由人體靠近傳感器和玻璃破碎傳感器組成,如圖4所示。
人體靠近傳感器 是基于紅外線技術(shù)的產(chǎn)品,當(dāng)有人進入開關(guān)感應(yīng)范圍時,傳感器探測到人體紅外光譜的變化,開關(guān)自動接通負載,延時3 s后檢測到人不離開或有繼續(xù)入侵動作,先以紅燈警告,再延時3 s,如果還未離開,則打開高分貝聲光警報器,以達到驅(qū)趕入侵者,必要時還可將警情傳輸?shù)叫^(qū)保衛(wèi)處以及房屋主人的手機上。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/151035.htm


玻璃破碎傳感器 是利用振動傳感器在玻璃破碎時發(fā)出2 kHz特殊頻率,感應(yīng)出報警信號。為了避免室內(nèi)因玻璃器皿破碎、電話鈴聲、鬧鐘以及其他一些聲音引起誤報警信號,目前玻璃破碎傳感器采用了雙探測技術(shù),即需要同時探測到破碎產(chǎn)生的振蕩和音頻聲響,才能發(fā)出報警信號。
門磁開關(guān) 由一條永久磁鐵和一個常開觸點的干簧管組成,一般把干簧管安裝在被監(jiān)視房門的門框上,把永久磁鐵安裝在門上,關(guān)門后,干簧管在磁場的作用下接通,當(dāng)門被打開時,干簧管觸點斷開,觸發(fā)報警電路。
1.6 執(zhí)行系統(tǒng)模塊的設(shè)計
智能門窗的執(zhí)行機構(gòu)包括排風(fēng)扇、開窗器、聲光報警器和電話報警等。排風(fēng)扇部分如圖5所示,風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動由PWM來控制轉(zhuǎn)速,安裝在廚房等易出現(xiàn)煤氣泄漏的場所,可有效地排出有害氣體,避免室內(nèi)人員煤氣或CO中毒。
開窗器分為螺旋式開窗器和鏈條式開窗器,它采用天津科普瑞特公司的E350型螺旋式開窗器進行設(shè)計,工作電壓為直流24 V;工作電流為1 A;推拉力為1 000 N;行程為90~1 000 mm;速度為5 mm/s。該開窗器采用全金屬材質(zhì)、內(nèi)螺桿式電動開窗、鋁合金外殼、開窗時噪音低,開窗推力大,支撐強度高,可調(diào)節(jié)的滑動支架便于安裝,適合于各種窗型。當(dāng)煤氣泄漏或有害氣體濃度在開窗和排風(fēng)扇工作一段時間后仍未減小到無害的程度或有人非法入侵時,就要啟動聲光報警裝置,該警報器適宜裝在房屋主人容易警覺處,如客廳和臥室。警報器啟動時將以高分貝的警報聲和LED燈光發(fā)出警告,同時LCD液晶顯示將告訴房屋主人是何原因警報(煤氣泄漏或有人非法入侵)。



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