烟雾报警器设计与实现：实时监测与自动控制

实验课须知-报警器 该实验课程针对4系和5、8系学生，分为两个班次，旨在教授烟雾报警器的设计与实现。课程时间安排在周一至周五下午4:00-9:00，中间包含半小时就餐时间，实验地点设在21B458实验室。 学生的主要任务包括： 1. 实验参与：实验必须在实验室进行，不得无故缺席，如有特殊情况需提前请假并预约实验。 2. 实验日志记录：每天需要撰写实验日志，记录实验过程中的数据测量、实验状态以及遇到的问题，日志可以从在线管理系统获取。完成实验后，需经教师签字确认后交回。 设计选题：选题一是设计一个能够监测室内烟雾浓度的报警系统。系统目标是检测指定环境中的烟雾浓度，并通过三级显示系统给出反馈。当烟雾浓度超过第二等级，系统会启动排风扇；达到最高等级时，系统会触发声音和语音报警。设计中，关键部分包括： - 烟雾浓度检测：利用QM-N5型气敏元件，它是一种高灵敏度、快速响应的半导体元件，能将烟雾浓度转化为电压信号。 - 信号处理：通过比较器（如LM324）将模拟电压信号转换为数字信号，并进行等级划分，以便于直观显示和控制。 - 输出控制：使用模拟开关（CD4052BCM）根据信号的不同等级来驱动不同的模块，如数码管显示、蜂鸣器报警、风扇启动或语音播放。 - 显示与执行：根据编码器（74HC147）的输出，连接到相应的显示电路、蜂鸣器和风扇，以实现准确的警告和排风功能。 整个系统设计强调了模拟电路和数字电路的结合，以及传感器技术在空气质量监测中的应用，有助于提升学生的实践能力和对硬件的理解。同时，实验过程中培养了学生严谨的实验态度和良好的记录习惯。