基于单片机智能防触电装置的研究与设计

ops/2024/9/22 13:46:51/
摘 要 针对潮湿天气下配电线路附近易发生触电事故等问题 单片机的控制算法进行了研究 设 计 了 一 种 基 于 单片机的野外智能防触电装置。 首先建立了该装置的整体结构框架 再分别进行硬件设计和软件流程分析 重点介绍 了人体感应模块和告警单元工作的条件和方法。 该装置使用常见单片机模块 拥有间歇工作的工作机制 满足了野外 工作对低成本和高续航能力的要求, 在潮湿环境下野外防触电应用方面具有现实意义
关键词 单片机 温湿度传感器 人体红外传感器 防触电

引言

配电线路处于电网末端 是电能从发电厂传输到用户 端的最后一个环 节。 部分配电线路处于人员较密集区域 , 且架设高度较低, 存在触电风险 目前 10kV 配 电 网 点 多面广、 基础较差 线 路 复 杂 时常发生人身触电事故 , 而且在潮湿天气, 人体与大地接触部分电阻降低 电流更 易经人体到达大地, 因此在雨雾等天气条件下 由于视线 模糊、 天气潮湿等原因更易发生触电危险 然而 目前配 电线路预防触电的措施并不完善, 多用标识牌警示 本文 从潮湿天气下配电线路易发生触电事故的实际情况出发, 设计一种基于单片机的智能防触电装置, 以改善配电线路 缺少安全可靠防触电措施的现况。

系统整体设计原理

本设计是一种实用型智能防触电装置 放置在配电线 路触电事 故 易 发 区。 利用单片机的键盘矩阵输入设定温 度、 湿度上下限 利用温度 湿度传感器获得外界温度和 湿度值, 通过单片机接收温度 湿度传感器数据 并与事 先设定好的温度、 湿度范围作对比 温度传感器和湿度传 感器用与门电路连接后与人体红外传感器串接, 如果测得 的温度值和湿度值均在设定范围, 那么人体红外传感器开 始工作; 检测到有人接近危险区后 告警单元开始工作 , 对接近人员示警。

系统硬件设计

系统总体结构

系统主要包括电源 单片机 温度传感器 湿度传感 器、 人体红外传感器和告警单元 其中 温度传感器 湿 度传感器和人体红外传感器分别与单片机的信号输入端连 接; 人体红外传感器与单片机的信号输出端相连 电源与 单片机形成供电连接。
基于单片机的智能防触电装置为内外两层结构 内层 为信号接收处理层, 主要包括单片机 温湿度传感器和人 体红外传感器, 主要作用为接收外部温湿度值和判断有无 人员接近; 外层为发出信号示警层 主要包括告警单元 。 电源设置在 装 置 内 层, 单片机通过一侧设置的 USB 充 电 接口与 电 源 相 连。 系 统 结 构 如 图 所 示 电 源 采 用 电 池组; 单 片 机 型 号 为 AT89S51; 温湿度传感器型号为 DHT11; 人体红 外 传 感 模 块 为 HC SR501 热 释 电 人 体 红 外传感器; 告 警 单 元 中 蜂 鸣 器 LED 灯均与单片机电 相连。        

温湿度传感器

DHT11 温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输 出的复合传感器, 应用专用的数字模块采集技术和湿度传 感技术, 确保具有极高的 可靠性和卓越的长期稳定性 。 DHT11温湿度 传 感 器 包 括 个电阻式感湿元件和 个 NTC 测 温 元 件 并 与 个 高 性 能 位 单 片 机 相 连 。 DHT11温湿度传感器电路如图 所示

人体红外感应模块

HC SR501 热释电人体红外传感器具有全自动感应功 能, 当有人进入其感应范围时输出高电平 当人离开感应 范围时则自动延时关闭高电平, 输出低电平 该传感器同 时具有可设置感应封锁时间功能, 感应模块在每次感应输 出后, 可紧跟着设置一个封锁时间 在此时间段内感应器 不接收任何感应信号, 这样既可实现感应输出和封锁的间 隔工作, 也可有效抑制负载切换过程中的干扰 人体感应 模块电路如图3 所示

告警单元及组成

告警单元由中文文字转语音合成带喇叭播放器 蜂鸣器、LED灯、LED显示屏构成,设置在防触电装置外部, 其结构组成如图4 所示 告警单元以声光两种方式进行告 警: LED LED 显 示 屏 为 光 警 中文文字转语音合成 带喇叭播放器、 蜂鸣器为声警 告警单元中每个装置都与 单片机的输出端相连。

温湿度及红外传感系统软件设计

系统控制流程

开始时 温湿 度 传 感 器 人 体 红 外 传 感 器 LED 、 LED显示屏 蜂鸣器 中文文字转语音合成带喇叭播放器 均不工作。 接通电源后 利用单片机上矩阵键盘输入温湿 度范围数据储存于单片机中。 温湿度传感器开始工作 单 片机接收温湿度传感器获取的外界温湿度数据, 与设定范 围进行比对, 满足设定条件则人体红外传感器开始工作 , 同时单片机开始接收人体红外传感器的数据。 若有人接近 危险易发 地, 则 告 警 单 元 示 警 LED 灯 点 亮 蜂 鸣 器 工 作, 中文文字转语音合成带喇叭播放器播放警示语 显示 屏开始滚动警示语, 声光告警同时发出 简单又有效地达 到在天气潮湿、 视野较差的环境中避免触电事故发生的目 的。 控制流程如图 所示

人体红外传感程序

voidmain ()
ucharDHT ];
uchartmp
Time0 _ Init ();
while
if Flag _ 1s== 1
Flag _ 1s= 0
DHT _ Start ();
tmp= DHT _ ByteRead DHT );
if tmp== 1
Humi= DHT ];
Temp= DHT ];
if Humi 70
if ELEC == 1
BEEP = 0
LED = 0
else
BEEP = 1
LED = 1
Display ();

结语

本文介绍了一种基于单片机的智能防触电装置 根据 天气条件的不同, 单片机选择性地在易发生触电危险的潮 湿天气条件下工作, 从外传感器获取附近环境信息 然后 控制告警单元工作, 达到在视野较差的环境中也能有效避 免触电事故发生的目的。 该装置具有结构原理简单 成本 低、 续航能力强等优点 具有较大的实用价值

http://www.ppmy.cn/ops/47235.html

相关文章

Vue 的响应式系统原理

Vue 的响应式系统是其核心功能之一,它允许数据模型发生变化时自动更新视图。这个机制使得 Vue 能够高效地跟踪依赖关系,并在数据发生变化时仅更新必要的部分,而不是全局重新渲染。 Vue 的响应式系统原理主要包括以下几个方面: 1:数据观测: Vue 使用 Object.define…

网络安全等级保护相关标准及发展

目录 等保标准 等保定级 发展 等保标准 2016年11月发布的《网络安全法》第二十一条提出“国家实行网络安全等级保护制度”。 等级保护标准体系: (1)安全等级类标准 主要包括GB/T 22240-2008《信息安全技术 信息系统安全保护等级保护定…

代码随想录算法训练营Day8|541. 反转字符串II、替换数字、151.翻转字符串里的单词、卡码网:55.右旋转字符串

541. 反转字符串II 1.这道题刚开始把题意理解错了,以为对于任意长度的字符串都只反转[0,k-1]以及[2k,3k-1]区间的值。 2.但实际上是要把一个字符串分成若干长度为2k的小区间,反转前[0,k-1]的字符串,[k,2k-1]保持不变; 3.如果有一个区间字符串…

外包干了3个多月,技术退步明显。。。。。

先说一下自己的情况,本科生,19年通过校招进入广州某软件公司,干了接近3年的功能测试,今年年初,感觉自己不能够在这样下去了,长时间呆在一个舒适的环境会让一个人堕落!而我已经在一个企业干了四年的功能测试…

【学习笔记】Axios、Promise

TypeScript 1、Axios 1.1、概述 1.2、axios 的基本使用 1.3、axios 的请求方式及对应的 API 1.4、axios 请求的响应结果结构 1.5、axios 常用配置选项 1.6、axios.create() 1.7、拦截器 1.8、取消请求2、Promise 2.1、封装 fs 读…

PHP身份证真假API在线文档、身份证ocr识别、身份证三要素人像核验

翔云PHP身份证真假API文档,为开发者提供了一个详尽的操作指南和接口说明。通过简洁明了的文档,开发者可以轻松集成身份证验证功能到各类网站或应用程序中,无需从零开始编写复杂的验证逻辑,大大缩短了开发周期,降低了技…

C语言经典例题-18

1.判断是不是字母 题目描述: KK想判断输入的字符是不是字母,请帮他编程实现。 输入描述: 多组输入,每一行输入一个字符。 输出描述: 针对每组输入,输出单独占一行,判断输入字符是否为字母,输出内容详见输出样例。 输…

【光谱特征选择】连续投影算法SPA(含python代码)

目录 一、背景 二、代码实现 三、项目代码 一、背景 连续投影算法(Successive Projection Algorithm,SPA)是一种用于光谱分离的简单且有效的算法。它主要应用于高光谱图像处理,用于提取混合光谱数据中的端元(endme…