傳感器在多功能門中的應(yīng)用

摘 要：本文基于多傳感器設(shè)計了多功能門控制系統(tǒng)，用于智能家居監(jiān)控。當其周圍突發(fā)火災(zāi)，或是發(fā)生煤氣等有害氣體泄漏時，根據(jù)門板上的液晶顯示器顯示實時室溫或是煙霧濃度可電動開、關(guān)門并電話報警以便主人監(jiān)聽室內(nèi)現(xiàn)場情況，做出及時準確的處理，達到防患于未然的目的。

關(guān)鍵詞：短信報警；傳感器；多功能門

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 10-0000-01

針對家庭火災(zāi)和入室盜竊時有發(fā)生，給居民日常生活帶來巨大的財產(chǎn)損失，一個高效率、低成本的智能家居遠程防盜報警系統(tǒng)[1]成為人們關(guān)注的熱點。多功能門的設(shè)計旨在防患于未然，并且當發(fā)生火災(zāi)或煤氣泄漏等突發(fā)事件時將有利于人們的逃生和救難。它適用于家居內(nèi)或者易發(fā)生火災(zāi)及有害氣體泄漏的場合。當其周圍突發(fā)火災(zāi)，或是發(fā)生煤氣等有害氣體泄漏時，可電話報警并發(fā)送報警短信。主人可監(jiān)聽居室內(nèi)現(xiàn)場情況，具有防盜報警功能，可電動開門、關(guān)門，方便簡單。

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

多功能門可通過門內(nèi)開關(guān)按鈕以及門外電子鎖和關(guān)閉按鈕進行開門和關(guān)門，方便簡單；門板上的液晶顯示器可顯示實時室溫[2]，以方便人們觀察溫度的變化。

（一）多功能門防盜結(jié)構(gòu)原理框圖

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)研究的深入，人們自身的安防意識也在逐漸增強。紅外線具有隱蔽性，在需要防護的地方設(shè)計一束紅外線可以方便檢測到是否有人出入。此類裝置設(shè)計的要點：其一是能有效判斷是否有人員進入；其二是盡可能大地增加防護范圍。該報警器能探測人體發(fā)出的紅外線，當有人進入報警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實驗室等比較重要場合防盜報警。

歹徒一般從門進入住宅的方法有兩種：一是偷了主人的鑰匙，把門打開；二是借助工具撬開門。歹徒不論是用何種方法進入室內(nèi)，他都需要推開住宅門。盜賊一旦非法推開門進入室內(nèi)，門與門框必將產(chǎn)生移位，門磁與磁體也產(chǎn)生位移，電波信號隨即發(fā)射給主機，主機鳴響進行報警。主人可主動布防和撤防，可與門磁和紅外線感應(yīng)配合使用。當處于布防狀態(tài)時，有人通過開門非法進入房間或有非法人員通過其他途徑進入房間受到紅外線感應(yīng)和門磁感應(yīng)時，無線撥號裝置可迅速報警。

（二）發(fā)生突發(fā)災(zāi)難時應(yīng)急響應(yīng)結(jié)構(gòu)原理框圖

當其周圍突發(fā)火災(zāi)時，隨著周圍溫度的升高、煙霧濃度增大或產(chǎn)生眾多有害氣體，或是其周圍發(fā)生煤氣等有害氣體泄漏時，多功能門通過煙霧傳感器MQ2（可檢測300-10000ppm可燃氣體、煙霧）進行監(jiān)測。煙霧傳感器的工作原理[3]如下：當火災(zāi)現(xiàn)場所發(fā)生的煙霧進入到監(jiān)測電離室，位于電離室中的檢測源镅241放射a射線，使電離室內(nèi)的空氣電離成正負離子。當煙霧進入時，內(nèi)外電離室因極性相反，所產(chǎn)生的離子電流保持相對穩(wěn)定，處于平衡狀態(tài)；火災(zāi)發(fā)生初期釋放的氣溶膠亞微粒子及可見煙霧大量進入檢測電離室，吸附并中和正負離子，使電離電流急劇減少，改變電離平衡狀態(tài)而輸出檢測電信號，經(jīng)后級電路處理識別后，發(fā)出報警開關(guān)信號。

溫度的監(jiān)測由溫度傳感器DS18B20進行。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，封裝結(jié)構(gòu)，溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位-12位模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換精度，固有測溫分辨率0.5℃，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量串行方式輸出。DS18B20工作電源既可在遠端引入，也可用寄生電源方式產(chǎn)生，可以用于進行多點測溫。多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口少，節(jié)省了大量的引線和邏輯電路。多功能門可根據(jù)門板上的液晶顯示器顯示的實時室溫，當超過設(shè)定值時及時將門打開，同時發(fā)出報警信號，以方便疏散人群、提醒在場人員及時采取措施。

（三）無線撥號報警。隨著社會的發(fā)展，科技的進步，人類活動的增多，居住條件的改善，安全問題日顯重要，加上電話、手機的普及，經(jīng)濟實用型家庭報警器成為居家必備。市場上銷售的多種自動撥號報警器多與電話機集成在一起，成本較高，作為普通市民丟棄電話機再安裝報警電話實在有點奢侈。在無需改動電話機的前提下，在電話線上并接報警裝置，通過無線紅外探頭實時臨測，安全可靠。當有人非法進入或其周圍突發(fā)火災(zāi)或是發(fā)生有害氣體泄漏時，無線撥號裝置向原設(shè)定好的電話號碼（無線撥號裝置可設(shè)定6組報警電話和3組短信報警電話，當無線撥號裝置處在報警狀態(tài)時，其在撥號的同時向所有短信報警電話發(fā)送報警短信）按照設(shè)定順序依次撥打電話或發(fā)送報警短信，主人或者相關(guān)負責(zé)人接聽電話后可通過電話監(jiān)聽現(xiàn)場情況，使其根據(jù)實際情況采取急救措施。

二、結(jié)束語

傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。根據(jù)不同情況選擇合適的傳感器獲取被測目標的信息，在信息獲取過程中，對數(shù)據(jù)預(yù)處理前對環(huán)境量等的干擾因素進行過濾，以采集的信息作為檢測目標進行特征提取，最后進行融合計算處理，達到預(yù)期檢測效果。基于多傳感器的功能門結(jié)構(gòu)簡單，使用方便且與無線撥號報警器配合使用，具有防盜、防災(zāi)、救災(zāi)等功能，特別適用于家居內(nèi)或易發(fā)生火災(zāi)和煤氣等有害氣體泄漏的公共場所。由于多功能門的諸多功能及實用性強，定會被廣大消費者所喜愛。在防盜門產(chǎn)品中有較大競爭優(yōu)勢，市場前景相當可觀。

參考文獻：

[1]侯國章.測試與傳感技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[2]金捷.檢測技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[3]李科杰.現(xiàn)代傳感技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[作者簡介]董云云（1980-），女，講師，研究方向：機械系統(tǒng)控制策略；劉治品（1981-），男，中學(xué)二級，研究方向：教育教學(xué)。