10山东电子设计大赛F题论文.docx
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10山东电子设计大赛F题论文
编号:
01
2010山东大学生电子设计竞赛题目F:
《宿舍智能防盗防火报警系统》
参赛学生:
王志勇许远向张保通
指导教师:
赵老师
学校:
烟台南山学院
院系:
电子工程学院
目录
摘要…………………………………………………………………………………2
1方案设计与论证…………………………………………………………………………2
实施方案…………………………………………………………………………2
1主控系统选择…………………………………………………………………………3
1.2传感器的选择1
1.3语音芯片选择2
1.4显示模块的选择2
1.4无线数据通信模块选择………………………………………………………………3
2电路设计…………………………………………………………………………………3
2.1系统组成………………………………………………………………………………4
2.2音频发射………………………………………………………………………………4
2.3音频处理………………………………………………………………………………4
2.4电机控制系统…………………………………………………………………………5
3软件设计…………………………………………………………………………………5
4系统测试…………………………………………………………………………………6
4.1测试仪器………………………………………………………………………………6
4.2测试方法………………………………………………………………………………6
4.3测试数据………………………………………………………………………………7
4.4误差分析………………………………………………………………………………7
5设计总结……………………………………………………………………………………7
6参考文献…………………………………………………………………………………7
7附录…………………………………………………………………………………………8
附1:
部分元器件清单……………………………………………………………………8
附2:
仪器设备清单……………………………………………………………………8
附3:
部分程序清单…………………………………………………………………8
摘要
本设计以STC89c51单片机为中心控制系统,由传感器模块、液晶显示模块、无线通信模块、串行传输模块、语音模块等组成。
通过烟雾传感器、人体热释电红外传感器、光电传感器采集信息,在单片机的控制下,实现声光报警、APR9600语音播报、异地监控等功能。
采用EPROM24c02存储系统信息,即使在断电后仍可查询宿舍安全记录.通过PT2262、PT2272进行无线信号传输,可实现异地传输功能,实时将宿舍情况传到主机并液晶显示.利用MAX485进行远距离的串行通信,构建网络控制系统,主机可以查询从机信息.
关键词传感器ARP9600MAX48524C02
一、 系统方案
方案框图
控制器模块
方案一:
STC89c51单片机价格便宜,应用广泛,可以通过仿真软件实现,,80C51系列单片机产品繁多,主流地位已经形成。
多年来的应用实践已经证明,80C51的系统结构合理,技术成熟
方案二:
根据本题的要求,我们选择第二种方案。
2、传感器选择
(1)人体检测传感器选择
方案一:
选择BISS0001热释电红外人体检测,有人3V高电平,无人0V低电平它最大的优点是性能稳定可靠,使用简单、电源+-信号输出
感应距离7米
感应角度110
方案二:
选择红外对管,,检测距离较近,而且电平输出不稳定,无法区别人体红外信息
(2)烟雾传感器选择
方案一:
MQ-2型烟雾传感器MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料具有良好的重复性和长期的稳定性。
初始稳定,响应时间短,长时间工作性能好。
具有良好的抗干扰性,可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息,
方案二:
离子烟雾传感器NIS-09C
3、显示部分
方案一:
数码管显示,由于本题要求实时显示输出信号的类型、幅度、频率和频率步进值等,而数码管不能显示字符。
方案二:
LED点阵显示,LED点阵显示虽然能显示字符和数字,但显示效果不好,且不易编程。
方案三:
LCD液晶显示,LCD液晶不但能显示字符和数字,而且显示效果较好,容易编程实现。
1.2.6语音播报模块
方案一:
APR9600语音录放芯片,一款音质好、噪音低、不怕断电、可反复录放的新型语音电路,单片电路可录放32~60秒,串行控制时可分256段以上,并行控制时最大可分8段。
价格便宜,有多种手动控制方式,分段管理方便、多段控制时电路简单、采样速度及录放音时间可调、
方案二:
ISD1700,需要编程占用单片机口线,音质较差,不稳定
经比较,我们选择方案二。
1.2.7无线数据通信模块选择
方案一:
采用PT2262PT2272编解码芯片,传输距离较远低功耗,外部元器件少,RC振荡电阻,工作电压范围宽:
2.6~15v,数据最多可达6位,成本较低
方案二:
NRF905无线收发模块,成本较高,编程较难,而且易受干扰
1.2.7电源模块
方案一:
铅酸电池供电,优点电流大,缺点重量太沉。
方案二:
电池组供电,可提供800mAh电流,重量很轻。
经比较,我们选择方案二,用两组9V电池组串联给步进电机供电,其中一组经LM7805转换后给控制器、传感器等模块使用。
二、 系统设计
1、总体设计思路
根据题目的要求,经过仔细分析,充分考虑各种因素,制定了整体设计方案:
以STC8951单片机为核心,完成其功能:
键盘并口控制输入,其系统如图1所示。
2、各模块具体实现原理分析和说明
烟雾传感器模块
声光报警模块声音报警电路图如图3.3所示。
报警装置采用无源压电式KM3712x型蜂鸣器[26],较一般的蜂鸣器体积大,声音响亮,适用于家用煤气报警器的报警声音源。
当单片机的6(P1.5)极管Q1导通,蜂鸣器报警。
三软件设计
三、测试与结论
1、测试
2、结论
采用485总线通信系统方式进行数据传送,单片机采用12C5A16S,其高速运行为设计提供保障。
液滴下落采用红外检测系统,该系统可以比较精确的测量出也低的下落速度,最终的误差也是不大的。
报警系统采用超声波检测,该方案可以准确的在适当的位置报警。
电机采用步进电动机,该电机的精度大,在很小的范围内也可以做出一定的调整。
这对于需要点滴下落速度稳定的人来说是一种福音。
该设计通过485总线有效地保持主站和从站之间的联系,进一步完善了设计。
第四章总结
在本次设计的过程中,我们遇到了各种困难和许多没有预想到情况,但通过团队的协作和努力,我们终于克服了困难、解决了问题。
由于我们自身水平有限和时间紧张等因素,本作品在设计上还存在许多值得改进的地方。
经过此次电子设计竞赛,我们在电路的设计、调试方面得到了很好锻炼,能力也有了很大的提高,同时也深刻的体会到:
实践是理论运用的最好检验,懂得了共同协作和团队精神的重要性,提高了我们分析问题、解决问题的能力。
参考资料:
[1]刘守义.单片机应用技术.西安:
西安电子科技大学出版社,2002
[2]王福瑞.单片微机测控系统设计大全.北京:
北京航空航天大学出版社,
1998
[3]曾波.数控恒流源.电子世界,第九期,2005
[4]何希才.电子电路.北京:
北京航空航天大学出版社,2003
[5]李义府.模拟电子技术基础.长沙:
国防科技大学出版社,2004
[6]李朝青.单片机原理及接口技术.北京:
北京航空航天大学出版社,
1994
[7]刘迎春.MCS-51单片机原理及应用教程.北京:
清华大学出版社,2005.5
[8]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编:
第一届~第五届.北京:
北京理工大学出版社,2004.8
[9]杨志忠.数字电子技术.北京:
高等教育出版社,2003.12
[10]胡晏如.模拟电子技术.北京:
高等教育出版社,2004.3
[11]罗亚非.凌阳16位单片机应用基础.北京:
北京航空航天大学出版社,
2003.12
[12]NEC78K0/KF28位单片机用户手册.2005.7
附录
附录1:
电路总图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 10 山东 电子设计 大赛 论文
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