CN112085996A - 一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法 - Google Patents

一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于实验设备技术领域，公开了一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法，包括用于提供时长11秒的声光报警、二极管闪烁和峰鸣器发声的报警电路；报警电路通过开关连接有光电传感器、酒精传感器、磁场传感器、温度传感器、湿度传感器和热释电红外传感器；报警电路包括有两个定时器555电路；传感器与报警电路之间连接有集成运放电路。本发明采用小型试验箱，携带方便，功能齐全，电路简单，可做电子技术类、传感器教学类焊接实训。

Description

一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法
技术领域
本发明属于实验设备技术领域，尤其涉及一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法。
背景技术
目前，教学实践均集中在实验室基础性验证实验上，基础实验可以帮助学生巩固理论知识，有其优点和必要性，但传统的实验与实践教学环节内容较为枯燥，实验方式固化，学生受地点时间固定的制约，试验台很多精密度要求很高，容易损坏，传感器不可见，实验内容枯燥，学生参与意愿较低，实践内容与其它专业基础类课程内容协同性差，通过教学实践，学生对传感器的原理及实际应用仍然一知半解，教学效果并不理想。本方案通过小型传感器试验箱，让学生可以清楚的了解传感器的原理、外形以及怎么样工作，还可以自己搭建、焊接电路，把传感器和其他学科联系起来。
《传感器技术》是一门涉及多学科交叉、以帮助学生打下扎实的专业基础、提升学生专业应用能力、培养学生科学思维为目标的一门的应用型课程，且与日常生活和工程实践联系非常紧密。目前的教学实践均集中在实验室基础性验证实验上，实验方式固化，学生参与意愿较低。现有的实验室不可移动，插拔式，学生学习主动性差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
现有的实验实的实验装置都是固定设置的，试验台很多精密度要求很高，容易损坏，传感器不可见，实验内容枯燥。
解决以上问题及缺陷的难度为：将这些传感器作用于小的报警电路，携带方便，学生可以进行电路仿真，观察各个元器件。
解决以上问题及缺陷的意义为：让学生近距离的接触传感器，锻炼学生的动手能力。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法。
本发明是这样实现的，一种基于多种传感器组成的报警系统包括：
报警电路，用于提供时长11秒的声光报警，二极管闪烁，峰鸣器发声；
所述报警电路通过开关连接有光电传感器、酒精传感器、磁场传感器、温度传感器、湿度传感器和热释电红外传感器。
进一步，所述报警电路包括有两个定时器555电路。第一个定时器的输出送给第二个定时器作的引脚4，为高电平时产生多谐振荡，低电平振荡停止。
报警电路中最主要芯片是555定时器，是双列直插式集成电路，有8个引脚。引脚编号从左下角逆时针从1到8。报警电路由单稳态电路和多谐振荡器两部分组成。第一个555电路实现的是长达11s的高电平的输出，第二个555电路实现的是将长达11s的高电平变成多谐震荡波，该震荡波使蜂鸣器发出声音，最终端的发光二极管闪烁发光，时长11s。
进一步，所述传感器与报警电路之间连接有集成运放电路。集成运放与滑动变阻器的接入使得传感器的灵敏度变得可调，并将信号进行有效的放大。
进一步包括单稳态电路和多谐振荡器，传感器通过开关接入电压比较器的同相端，反相端接滑动变阻器；传感器的输出信号与变阻器的分压信号进行比较推动报警电路工作；
单稳态电路和多谐振荡电路最终产生持续11s的振荡波，所述振荡波驱动蜂鸣器和最后一个发光管工作。
本发明的另一目的在于提供一种基于多种传感器组成的报警方法，所述基于多种传感器组成的报警方法包括：
光电传感器采用ITR9909，当光电传感器ITR9909无遮挡时，接收器集电极输出高电平，LM393集成运放同相端3脚电位比反相端2脚电位高，运放输出高电平，报警器不报警；当有遮挡时，接收器集电极输出低电平，LM393集成运放同相端3脚电位比反相端2脚电位低，运放输出低电平，报警器声光报警。
磁场传感器采用霍尔3144，当无磁铁靠近霍尔3144时，3144输出高电平，报警器不报警；当有磁铁靠近3144时，3144输出低电平，报警器声光报警。
酒精传感器采用MQ-3，当酒精浓度很低时，MQ-3输出高电平，报警器不报警；当酒精浓度升高到一定程度时，MQ-3输出低电平，报警器声光报警。
温度传感器采用MF58，当温度较低时，MF58电阻值大，报警器不报警；当温度升高到一定程度时，MF58电阻显著降低，报警器声光报警。
湿度传感器采用MS01，当湿度较低时，MS01电阻值大，报警器不报警；当湿度升高到一定程度时，MS01电阻显著降低，报警器声光报警。
热释电红外传感器采用RE200BF，当无红外线照射到传感器RE200BF时，传感器输出高电平，报警器不报警；当有红外线照射到传感器RE200BF时，传感器输出低电平，报警器声光报警。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的方法。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述基于多种传感器组成的报警系统的实验箱。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明采用小型试验箱，携带方便，功能齐全，电路简单，可在教室、实训室使用，可做电子技术类、传感器教学类焊接实训。声光报警电路对学生的数电模电知识进一步巩固，每个传感器作用非常直观，学生可使用万用表观测电路的每一个参数。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于多种传感器组成的报警系统结构示意图。
图中：1、报警电路；2、集成运放电路；3、光电传感器；4、酒精传感器；5、磁场传感器；6、温度传感器；7、湿度传感器；8、热释电红外传感器。
图2是本发明实施例提供的基于多种传感器组成的报警系统原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多种传感器组成的报警系统及报警方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于多种传感器组成的报警系统包括：报警电路1、集成运放电路2、光电传感器3、酒精传感器4、磁场传感器5、温度传感器6、湿度传感器7和热释电红外传感器8。
报警电路1通过开关与光电传感器3、酒精传感器4、磁场传感器5、温度传感器6、湿度传感器7和热释电红外传感器8连接；集成运放电路2设置在光电传感器3与报警电路1之间。
如图2所示，本发明实施例报警电路1包括两个555电路，两个555电路提供的是时长11秒的声光报警，二极管闪烁，峰鸣器发声。每个传感器通过开关接入报警电路。
光电传感器采用ITR9909，当光电传感器ITR9909无遮挡时，接收器集电极输出高电平，LM393集成运放同相端3脚电位比反相端2脚电位高，运放输出高电平，报警器不报警；当有遮挡时，接收器集电极输出低电平，LM393集成运放同相端3脚电位比反相端2脚电位低，运放输出低电平，报警器声光报警。
磁场传感器采用霍尔3144，当无磁铁靠近霍尔3144时，3144输出高电平，报警器不报警；当有磁铁靠近3144时，3144输出低电平，报警器声光报警。
酒精传感器采用MQ-3，当酒精浓度很低时，MQ-3输出高电平，报警器不报警；当酒精浓度升高到一定程度时，MQ-3输出低电平，报警器声光报警。
温度传感器采用MF58，当温度较低时，MF58电阻值大，报警器不报警；当温度升高到一定程度时，MF58电阻显著降低，报警器声光报警。
湿度传感器采用MS01，当湿度较低时，MS01电阻值大，报警器不报警；当湿度升高到一定程度时，MS01电阻显著降低，报警器声光报警。
热释电红外传感器采用RE200BF，当无红外线照射到传感器RE200BF时，传感器输出高电平，报警器不报警；当有红外线照射到传感器RE200BF时，传感器输出低电平，报警器声光报警。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多种传感器组成的报警系统，其特征在于，所述基于多种传感器组成的报警系统包括：
报警电路，用于提供声光报警、二极管闪烁和峰鸣器发声；
所述报警电路通过开关连接有光电传感器、酒精传感器、磁场传感器、温度传感器、湿度传感器和热释电红外传感器。
2.如权利要求1所述的基于多种传感器组成的报警系统，其特征在于，所述报警电路包括两个定时器电路；第一个定时器的输出送给第二个定时器作的引脚4，为高电平时产生多谐振荡，低电平振荡停止。
3.如权利要求2所述的基于多种传感器组成的报警系统，其特征在于，
第一个定时器电路用于实现11s的高电平的输出；
第二个定时器电路用于实现11s的高电平变成多谐振荡波，所述震荡波使蜂鸣器发出声音，最终端的发光二极管闪烁发光11s。
4.如权利要求1所述的基于多种传感器组成的报警系统，其特征在于，所述报警电路进一步包括单稳态电路和多谐振荡器；
传感器通过开关接入电压比较器的同相端，反相端接滑动变阻器；传感器的输出信号与变阻器的分压信号进行比较推动报警电路工作；
单稳态电路和多谐振荡电路最终产生持续11s的振荡波，所述振荡波驱动蜂鸣器和最后一个发光管工作。
5.如权利要求1所述的基于多种传感器组成的报警系统，其特征在于，所述传感器与报警电路之间连接有集成运放电路；所述集成运放电路为运放与滑动变阻器，用于传感器的检测信号调节，并将信号进行有效的放大。
6.一种利用权利要求1～5任意一项所述的基于多种传感器组成的报警系统的基于多种传感器组成的报警方法，其特征在于，所述基于多种传感器组成的报警方法包括：
当光电传感器无遮挡时，接收器集电极输出高电平，集成运放电路输出高电平，报警器不报警；当有遮挡时，接收器集电极输出低电平，集成运放电路输出低电平，报警器声光报警；
当无磁铁靠近磁场传感器时，磁场传感器输出高电平，报警器不报警；当有磁铁靠近磁场传感器时，磁场传感器输出低电平，报警器声光报警；
当酒精浓度很低时，酒精传感器输出高电平，报警器不报警；当酒精浓度升高到一定程度时，酒精传感器输出低电平，报警器声光报警；
当温度较低时，温度传感器电阻值大，报警器不报警；当温度升高到一定程度时，温度传感器电阻显著降低，报警器声光报警；
当湿度较低时，湿度传感器电阻值大，报警器不报警；当湿度升高到一定程度时，湿度传感器电阻显著降低，报警器声光报警；
当无红外线照射到热释电红外传感器时，传感器输出高电平，报警器不报警；当有红外线照射到热释电红外传感器时，传感器输出低电平，报警器声光报警。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求6所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求6所述的方法。
9.一种搭载权利要求1～5任意一项所述基于多种传感器组成的报警系统的实验箱。
10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求6任意一项所述的方法。
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