智能家居报告.docx

智能家居报告.docx南通大学
7 憑
传感器与检测课程设计报告书
课题名称：智能家居监控系统设计
学
院：电气工程学院
班
级：电125
姓
名：孙冬饪
学
号：1212002038
指导教师：张齐
2015年7月
目录
绪论 1
第一章概述 1
1
1
1
第二章煤气泄漏检测模块 2
2
1. 1工作原理 2
2
3
3
4
第三章外人闯入检测模块 4
1光电开关简介 5
5
3特点介绍 6
6
5仿真图 8
第四章家居温度检测 9
1传感器DS 18B20简介 9
10
DS18B20 内部结构 10
4数码管显示 13
5测量原理 13
14
第五章火灾烟雾检测 15
15
16
3测量原理 16
5仿真图 17
第六章总结 18
参考文献 19
附件1 20
附件2 27
附件3 32
附件4 34
绪论
随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技 术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现 代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方 方面面，改变了人们生活****惯，提高了人们生活质量，智能家居也正是 在这种形势下应运而生的。
第一章概述

随着21世纪的到来，现代家庭正在追求住宅智能化带来的多元化信息共享和安 全、舒适与便利的生活环境。可以想象，由于智能家居系统为人们提供更加轻松， 更加有序，更加高效的现代生活方式，因此，在21世纪的现在和未来，没有网络、 没有智能家居系统、就如同没有上网的住宅那样不合潮流。
以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的，来设计一个智能家居监控
系统。利用所学的传感器与检测技术知识，实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、 火灾（烟雾）的检测（检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制 电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成）。

1、 掌握温度、气敏、光电开关等相关传感器检测系统的工作原理；
2、 掌握智能家居检测系统的一般设计方法；
3、 掌握智能家居检测系统的性能指标和调试方法。

通过分析，可确定需设计系统的电路原理框图如下图所示：
智能家居系统原理框图
第二章煤气泄漏检测模块
1电阻气敏元件简介
在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和 控制。比如化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿***浓度的检测与报警；环境污染情况的 监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。气敏电阻传感器就是一种将检测到 的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。
1. 1工作原理
气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化 这一机理来进行检测的。人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、 BaTiO3等都具有气敏效应。
. 2传感器
常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。接触燃 烧式气体传感器的检测元件一般为钳金属丝（也可表面涂钳、耙等稀有金属催化层），使用时对 钳丝通以电流，保持300°C~400°C的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有 金属催化层上燃烧，因此，钳丝的温度会上升，钳丝的电阻值也上升；通过测量钳丝的电阻值 变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。电化学气敏传感器一般利用液体（或固体、有机凝胶 等）电解质，其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电 极产生的电动势。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点，应 用极其广泛；半导体气敏元件有N型和P型之分。
N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小；P型阻值随气体浓度的增大而增大。象SnO2 金属氧化物半导体气敏材料，属于N型半导体，在200~300°C温度它吸附空气中的氧，形成氧 的负离了吸附，使半导体中的电了密度减少，从而使其电阻值增加。当遇到有能供给电了的可 燃气体（如CO等）时，原来吸附的氧脱附，而由可燃气体以正离子状态吸附在金属氧化物半 导体表面；氧脱附放出电子，可燃行气体以正离子状态吸附也要放出电子，从而使氧化物半导 体导带电子密度增加，电阻值下降。可燃性气体不