基于数字电路距离传感器的报警器制作研究

基于数字电路距离传感器的报警器制作研究 高科技产品研发 P RODUCT R&D 基于数字电路距离传感器的报警器制作研究 张璐雅 ，何维娟 ，罗 兰 (解放军西安通信学院基础部应用技术教研室 ，陕西西安 710106) 摘 要 距离报警器是日常生活中常用的报警器 ，被广泛应用到学校、工程等重要营业场所的安全保护工作中。距离 报警器之所以能够正常工作主要依赖于其内部的距离传感器 ，因此在制作距离报警器之前我们有必要对其使用的 距离传感器进行分析。本文重点研究目前最常见的数字电路距离传感器 ，设计制作了一种距离传感器。 关键词 数字电路 ;距离传感器 ;设计制作 中图分类号 :TH6 文献标识码 :A 文章编号 :1671-7597(2014)18-0032-01 数字电路是当前电子信息产业所应用的一种新型电路系统 ， 2 基于数字电路距离传感器的报警器设计制作 凭借其稳定性好、可靠性高等特点在传感器生产制作领域得到 本文所涉及的距离报警器主要应用于汽车倒车或者泊车中 ， 了广泛应用。本文所研究的距离传感器正是基于数字电路进行 避免驾驶员倒车时因距离判断出现错误而引起的交通安全事故。 工作的 ，而距离传感器又是报警器的核心 ，因此在设计制作报 该报警器可以对汽车后方障碍物与汽车之间的距离进行测量 ， 警器时我们有必要对数字电路距离传感器进行分析探讨。 并且将实际距离通过显示器呈现在汽车控台上 ，从而为驾驶员 倒车或者泊车提供参考。本文设计的报警器主要由控制系统、 1 数字电路距离传感器分析 距离传感器、测距电路以及现实电路等组成。 数字电路距离传感器是以数字电路为电路系统的一种测距 2.1 报警器设计要求探讨 传感器 ，它可以按照要求有效测量目标物的距离 ，并产生一定 的电流信号以方便报警器进行处理。传感器的核心是电路 ，可 本研究所制作的报警器需要满足以下几个要求 :当驾驶员 以说电路系统的好坏以及运行速度的高低直接关系到传感器的 准备倒车时报警器会自动启动 ，而平时正常行驶时报警器处于 休稳定性与可靠性。所以 ，数字电路作为一种新型的稳定性与可 报眠状态 ;报警器所用能源要由汽车电池提供 ;在倒车操作时 ，靠性高的电路在传感器设计中得到广泛的应用。 警器要能够精准测算后方障碍物与汽车间的距离 ，并将其呈 现在1.1 数字电路分析 显示屏上 ;报警器要能够自动判断障碍物与汽车的间距是 否处在 安全范围内 ，若小于安全范围 ，报警器要进行语音报警。 另外 ，所谓数字电路是指利用数字信号对数字量进行算术以及逻 报警器还要满足稳定性高、可靠性高以及耗能低等要求。 辑运算的系统 ，该电路与传统电路相比可以对信号进行逻辑运 2.2 报警器硬件设计 算处理 ，所以该电路又可以称作数字逻辑电路。 数字电路的发展起源于 20 世纪 60 年代 ，此时出现的小规 该报警器的硬件系统主要包括主机(AT89C52)、距离传感 模的数字集成逻辑器件 ，可以对数字信号进行简单的逻辑运算 器(DLS-A15)、通讯电路(RS232C)、显示电路以及报警单元等 处理。而进入 70 年代后 ，随着计算机微处理器的出现 ，数字集 组成。该项报警器的具体工作过程是 :报警器启动后 ，主机通 成器件的性能得到大幅度提升 ，数据电路发展步入新的时代。 过通讯电路向传感器发送测距指令 ，传感器接到指令后会向障 数字电路的工作信号主要是数字信号 ，并且由诸多的逻辑 碍物发出激光脉冲 ，然后接受障碍物反射的激光脉冲 ，并计算 门、触发器等组成。相比于传统的电路 ，数字电路兼具算术运 实际距离 ;主机在接收到传感器反馈的距离信息后 ，会对数据 算能力以及逻辑运算能力 ，可以充分满足数据信号处理的要求。 进行处理判断 :如果距离没有超过安全范围 ，主机会将数据呈 同时数据电路以二进制作为基础 ，不会受到电源电压波动的影 现在显示屏上 ，如果距离超出安全范围 ，主机在将数据呈现在 响 ，因此其可靠性优于普通模拟电路。另外 ，数字电路的体积 显示屏上的同时 ，还会启动报警装置向驾驶员提出警告。 小、集成度高 ，在工作过程中不需要消耗过多的电能 ，再加上 2.3 系统相关电路设计 电路的设计维护十分便利 ，因此数字电路被广泛应用到电子技 该报警器系统需要用到通讯电路、显示电路、发射接收电 术、自动控制等多个领域。 路以及键盘电路等。对此文章重点对系统发射接收电路以及通 1.2 距离传感器分析 信电路进行分析设计。 距离传感器是一种测量物体距离的设备 ，其工作原理是 : 1)接收发射电路设计。发射接收电路是报警器能够正常工 首先向物体发射短波光脉冲 ，然后接收物体反射回的光脉冲 ， 作的前提 ，下面对该距离测量传感器的工作过程进行分析。 并计算光脉冲发射到反射回来的时间间隔 ，最后计算出实际 主机控制传感器在 P20 产生一定频率的激光脉冲 ，该脉冲 距离。 经过缓冲器 ，由探头向障碍物发射。障碍物反射的激光脉冲被 通常情况 ，距离传感器可以分为近距离传感器以及远距离 接收探头接收 ，并且经过放大器的放大处理 ，进而测算障碍物 传感器 :近距离传感器多用于智能手机中 ，当用户接听电话时 ， 距离。 传感器会自动测量手机屏幕与脸部的距离 ，当距离小于预先设 2)通讯电路设计分析。该系统内部主要依靠主机单片机的 定值时 ，手机就会自动锁屏以防出现误操作。远距离测量传感 串行通信功能实现 ，同时本文选用 RS232 作为传感器与单片机 器多用于野外勘测 ，可以实现较远距离的距离测量作业。 的通信接口。该系统所采用的通讯电路可以确保主机对传感器 (下转第210页) 科技创新论坛 T ECHNOLOGY FORUM 表 2 中控室控制电源配电盘(负荷表) 直流220V ?段 2#直流 330kV 直流母 110kV2#主变 330kV110kV110kV只220V电 1#主变 2#主变 330kV公伯峡路线负荷 1#主变 只 公线断路器 公 苏母 线团 线保侧联络 保护B保护B线 保护盘 进线保 线 路保 源馈线 保护盘 线路 保 护护盘 断路器 盘 盘 盘 护盘 护盘 保护盘 盘 QS1 QF02 2QF01 2QF02 2QF03 2QF04 2QF05 2QF06 2QF07 2QF08 2QF09 “直流 II 段接地消失”“直流 II 段正负极电压”正常 ，随即合 时间。必须需将直流系统排查整改 ，接线和图纸及实际设备必 须上“110kV 只公线线路保护电源”开关时“直流 II 段接地故障” 相符 ，以便运行人员对直流系统的故障及时正确的判断处理。 又出现。现判断出接地故障就在“110kV 只公线保护回路”上。 联系维护查找处理“110kV 只公线线路保护回路接地”故障。 6 总结分析得出结论 参考文献 经过以上接地故障处理过程分析得出以下结论 :苏只电站 [1]Q/GDW28-001-2012-10402青海电力系统调度规程. “HY-DC2000 数字式直流在线监测装置”直流接地选线功能未能 [2]Q/HHZX/SZ-2013苏只电站运行规程. [3]电力系统用蓄电达到实效 ，支路选线回路接线与实际负荷标示支路号不符 ;当 池直流电源装置运行与维护技术规程DL/ T724-2000. 直流接地时给运行人员的判断带来误导 ，延长了对故障处理的 (上接第191(上接第200页) 页) 息化、数字化发展 ，想要保证市场竞争力 ，必然要在能源管理 处理不及时、处理不准确造成的。建立事故网络平台可以有效 中下功夫 ，结合新型的新型先进技术 ，提高生产效率 ，增加企 地解决此类问 ，只要供电系统出现继电保护动作或者开关跳 业效益。未来热电厂的发展可以参考下列几点。 闸事故等 ，网络系统平台就会立即锁定位置 ，并将相关的数据 对现有的设备进行技术改造 ，令设备的能源消耗尽量降低 ， 第一时间发送给管理者 ，让管理者可以及时发现事故 ，并采取 引进先进的配套生产设备 ;实现全集成自动化生产 ，将改造工 相应的措施进行处理 ，真正实现智能化管理 ，提高电网安全运 艺和整个生产流程有效结合 ，实现能源的高校利用 ;实现全集 行的管理水平。 成能源管理 ，提高工厂管理的透明度 ，优化配电成本。 3 结束语 5 结束语 在我国 ，煤矿供电系统属于一项综合性的系统工程 ，经常 热电厂中热能和动力工程未来的发展方向主要关注节能减 由于人员疏忽、设备老化等原因造成安全事故。为了保证我国 煤排 ，积极地引进新型的先进技术 ，实现高效自动化的工业生产。 分矿生产的安全与稳定 ，需要从根本上进行研究 ，找出根源所在 ， 析事故发生的本质 ，积极建立起安全防控体系 ，切实地提高 工作参考文献 [1]孙伯赫.论热电厂中热能与动力工程的改进方向[J].人员的素质 ，对供电系统进行综合管理。只有这样才能实 现安全黑龙江 科技信息，2013(36):80. 供电 ，安全生产 ，为矿井安全提供保障 ，为我国的煤炭 开采提[2]姚继伟.论热电厂中热能与动力工程的改进方向[J].黑龙江 供动力源泉。 科技信息，2014(03):98. [3]杨秋成.论热电厂中热能与动 力工程的改进方向[J].科技致 富向导，2014(09):274. [4] 李坤.论热电厂中热能与动力工程的改进方向[J].无线互联 科参考文献 [1]成广尧.对煤矿供电系统设备事故的认识和思考[J].技，2013(05):135. [5]于光佐.论热电厂中热能与动力工程机械与 电子，2012. 的有效运用[J].科技创 新导报，2012(28):82. [2]关坡.煤矿供电事故多发的原因及防范措施[J].科技向导， 2013. (上接第32页) 进行精准控制 ，从而使报警器得以正常工作。 器的设计制作。该报警器利用基于数字电路的距离传感器以及 单片机等硬件 ，可以有效实现距离测量、超距报警等功能 ，并 2.4 系统测试研究 且经过实际检测表明该报警器具有较好的实用性 ，值得推广。 文章在设计出该报警器后 ，并对其进行了实际测验 :将该 报警器安装在某型号汽车中 ，并在多种环境中进行倒车泊车实 验 ，从而得到以下结果。当汽车准备倒车泊车时 ，报警器会自 参考文献 [1]曲培新，王应军.可视化车辆倒行危险状况报警系统动启动并进行测距 ，同时将距离显示在屏幕上 ;而当障碍物与 汽车距离小于 1.5 m 时 ，报警器会启动蜂鸣器进行声音报警 ， 的设计 [J].计算机测量与控制，2012(12). 同时显示距离。另外 ，该报警器在雨雪天气、雾霾天气等多种 [2]张坤，徐慧.基于MSP430的智能汽车防撞系统[J].电脑知识 复杂气象条件下都能准确进行报警 ，这说明本文设计的报警器 与技术，2013(28). [3]钟雁.数字电路故障检测技术研究 [J].消费电子，2013 可以被广泛应用到实际中。 (18). 3 结束语 本文重点研究了一款应用于汽车倒车泊车的距离探测报警