1 实验室电气安全预警装置队员姓名：郑宗荣（05级）、颜燕（05级）、丁冬华（05级） 指导教师：赵芙生、陈敏 论文撰写指导教师：曹保国 、沈世斌 参赛学校及院系：南京师范大学 电气与自动化工程学院 摘要：本装置以MSP430单片机为核心，通过检测、处理实验室电源进线电流和重要部件的温度，对实验室电气设备进行预警及实时报警。系统由信号调理、有无人检测、单片机处理、预警电路和人机界面五个部分组成。 Abstract：The g83g85eg86eg81g87 g71eg89g76g70e g69g68g86eg71 g82g81 g86g76g81g74g79eg16g70hg76g83 MSP430 g83g82g86g86eg86g86eg86 g68 g73g88g81g70g87g76g82g81 g82g73 g70g68g85g85g92g76g81g74 g82g88g87 g85eg68g79g16g87g76g80e eg68g85g79g92 g90g68g85g81g76g81g74 g68g81g71 g68g79g68g85g80 g68g76g80eg71 g68g87 eg79eg70g87g85g76g70g68g79 eg84g88g76g83g80eg81g87 g73g82g85 g87he g79g68g69g82g85g68g87g82g85g92g15 g87hg85g82g88g74h g87eg86g87g76g81g74g15 g83g85g82g70eg86g86g76g81g74 g87he g87g82g87g68g79 g79g82g82g83 g70g88g85g85eg81g87 g76g81 g87he g79g68g69g82g85g68g87g82g85g76eg86g17 g44g81 g68g71g71g76g87g76g82g81 g87g82 g87he g86g76g74g81g68g79 g68g70g84g88g76g86g76g87g76g82g81 g86g92g86g87eg80g15 g87he g71eg89g76g70e g76g86 g70g82g80g83g82g86eg71 g82g73 g83eg82g83g79e g71eg87eg70g87g76g82g81g15 g86g76g81g74g79eg16g70hg76g83 g80g76g70g85g82g70g82g81g87g85g82g79g79eg85g15 eg68g85g79g92 g90g68g85g81g76g81g74 g70g76g85g70g88g76g87 g68g81g71 hg88g80g68g81g16 g80g68g70hg76g81e g76g81g87eg85g73g68g70eg17 1作品简介 （g20）设g16757目g7643 实验室电气设备g1363g11004g993g5415通g5132g1262g5353g2469安全g1119g6937，g3926设备过g17745、线路g11713路、g11004电g3132g6967g9921g993g11033g12573。g16825设g16757g19036对g17837g980g19394题，通过单片机处理重要部件的温度及g12879g1296g19079g3423电流g15932g6518g3848g5875g5224电源进线电流g5483g2052的电g2399信号，对电气设备进行预警及实时报警。 （g21）g2163g14033及指g7643 g311g7693g6466g11004电g3132的g993g2528，预警g1552通过g19202g11436设g4462，电g2399范g3272：g20g174g794g21g17g27g57，温度范g3272：0g794g280g263g727 g312报警电路g2499g7693g6466g10628g3342g7171g2554有人g1582g1998g993g2528g2465g5224g252g252g3780报警（无人）g6122g1821报警（有人）g727 g313g5415温度g6122电流g17241过设g4462的预警g1552时报警g727 g314g9094g7242g7186g12046：预警g1552，实时g7186g12046温度g1552、电流对g5224电g2399g1552，预警g10378g5589以及自动g7041g5332电路时的g7380大温度、g7380大电g2399g1552g727 g315g1867有g3809g1313g2163g14033g727 g316g2499以实g10628无人检测，人g1319检测范g3272： 0g794g20g80。 2 2 方案设计 2.1系统分析 通过温度g1268g5875g3132g14731g5483温度信号，电流g15932g6518g3848g14731g5483电流信号，对信号进行g6930大、g8616g17751g12573处理g2530g17767g1849单片机，与g2033g3999设g4462的预警g1552g8616g17751。单片机g1582g1998g2040g7041g2530g17767g1998g6523g2058信号g6521通报警电路，g20549动g9094g7242g7186g12046。为g2318分实验室g7171g2554有人并g6466此g1582g1998g993g2528的报警g2465g5224，装置增加了检测有无人的g9921释电红外g1268g5875g3132g727由g19202g11436、g9094g7242组成友好的人机界面，g19202g11436完成预警g1552的设g4462，LCDg7186g12046屏实时g7186g12046预警g1552、g5415前温度g1552、电流对g5224的电g2399g1552，预警g10378g5589以及自动g7041g5332电路时的g7380大温度、g7380大电g2399g1552。 2.2设计方案论证 （g20）单片机选择 方案g980：g1363g11004单片机g27g28C5g20g15它以g27g1313微处理g3132为核心，技术成熟，g1363g11004广泛，但其外g3272设备g993够丰富。 方案二：采g11004Tg44公司g206g1313的MSP430单片机，其g1867有g2163耗低，处理g14033力强，片上外g3272设备实g11004、丰富g12573特点 2 ，g17837提高了数g6466处理速度，简化了电路设g16757。综合以上考虑选择方案二，g1867g1319选择g3423号为MSP430Fg206g28，其内部的ADCg20g21模块g14033够实g10628g20g21g1313精度的模数转换，g16825模块满足了我们对信号采集的要求g727g2528时其中g7041g2163g14033配合低g2163耗模式g1363g11004，既提高效率，又降低g2163耗。 （g21）电流信号采集 方案g980：采g11004霍尔电流g1268g5875g3132间g6521地测量电流。将导线缠在霍尔g1268g5875g3132上，通过电磁g5875g5224g5483g2052电g2399信号供单片机采集，但g7171其缺点g7171霍尔电流g1268g5875g3132破坏了原来的电路g727g2528时，导线必须绕在g1268g5875g3132上，操作麻烦，兼容性差。 方案二：采g11004g12879g1296g19079g3423电流g15932的g17767g1849g6518g3848，将检测g2052的电流信号转换为电g2399信号，再将信号滤波、g6930大g2530g17767g1849单片机。此方案的g7380大优势在于它g993需要破坏原来的电路，因此选g11004方案二。 （3）无人g2040g7041 g16825模块由g9921释电红外g1268g5875g3132，信号滤波和g6930大，信号处理g12573部分组成。其中红外g6518g3848g6518测人g1319运动时g2469射的红外线，并且为了仅对人g1319的红外辐射敏g5875，在它的辐射照面覆盖有特殊的滤g1821片，对环境的干扰有明g7186的抑g2058作g11004。 （4）g7186g12046 方案g980：采g11004数码管g7186g12046。其亮度高、g1319g12227g4579，但g7186g12046的信g5699简单、有g19492，无g8873实g10628本系统中g14768单、g8733g4395g7186g12046的g2163g14033。 方案二：采g11004g9094g7242g7186g12046g3132（LCD）。LCDg7186g12046信g5699丰富，g6329有g17751好的人机界面和强大的g7186g12046g2163g14033。通过它g2499以g7186g12046预警g1552、g5415前温度g1552、电流对g5224电g2399g1552，预警g10378g5589以及自动g7041g5332电路时的g7380大温度、g7380大电g2399g1552。g3534于g2163g14033考虑，我们采g110043 方案二。 3系统实现 3.1硬件设计 3.1.1系统框图 系统g5647g1319g7706g3282g3926g3282g20g6164g12046，作g2709实g10301照片g16277g3282g21。 g3282g20g3g3g13007g13491g5647g1319g7706g3282g3g16825系统g6164g11004Tg44公司的g3132件g2265g6336单片机MSP430和温度调理模块中g1363g11004的g1016个精g4506g6930大g3132g252g252g50PAg21335 4 。其中MSP430g7171g6984个装置的核心，作g11004有：g6521g2475g17767g1849信号（g2265g6336AD转换），g17935g17765处理，g17767g1998g6523g2058信号g12573g727g50PAg21335作g11004g7171对温度g1268g5875g3132AD5g280g17767g1998的模g6323信号作精g4506g6930大。 g3282g21g3g3g1328g2709g4466g10301g10043g10267g708g21669g14406g3292g1998g11352g1016g3800g2010g2047g1038g48g54g51g23g22g19g41g20g25g28g4410g1076g7507g2656g50g51g36g21g22g22g24g709g34 3.1.2电路设计 （g20）电流调理 23674OP0723674OP0723674OP07R191kR1815KR2030kR21 84kR22 30kRP420KC1922uC18g19089g11017g4493C17 0.01uC200.1u+12v-12v-12v+12v-12v+12vGND+5vA1A2A3g19079g3423g15932g17767g1998g11017g2399g1461g2507g3282g22g3g11017g8981g16855g10714g11017g17347g3g32823为电流调理电路。g2058作g980个g12879g12