《物联网硬件技术 第2版》课件 项目1任务3 制作有害气体报警器

《物联网硬件技术》项目1拼搭传感器简单电路与应用

任务3制作有害气体报警器纲要任务描述1234任务实施知识提炼能力拓展01任务描述PartOne1.任务描述

生活中会遇到一氧化碳、甲醛等有害气体，它们的浓度值对人们的人身健康影响很大。

为了保障健康家居，将各类有害气体的敏感器件做为有害气体传感器的关键部件，通过它感受家居中的各类气体成分的含量，并能量化为具体的数值，从而更好的指挥与控制执行部件报警或做出相应处理。

例如房间内空气清新机、矿区瓦斯气体报警、高铁车厢的烟雾报警等，其功能的实现依靠的都是气体传感器。场景体验识图与准备仿真实验电路拼搭功能测试与分析知识提炼能力拓展气体传感器的选型气体传感器应用领域气体传感器发展趋势传感器的类别与发展趋势传感器选型原则与方法02任务实施PartTwo物联网应用体验2.任务实施任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试应用场景搭建设定有害气体阀值场景体验操作视频有害气体报警模拟场景搭建效果有害气体超标模拟报警效果

风扇模块用来模拟室内有害气体的报警器和排风机，当有害气体超标时，风扇开启，报警并同时排风，直到有害气体值低于标准值。

122.任务实施应用场景搭建设定有害气体阀值场景体验物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试

有害气体阀值是场景中所要控制的有害气体浓度边界值，当外界的有害气体高于该值时，风扇启动，模拟报警和排风。

有害气体阀值可通过气体传感模块中的蓝色旋钮来调节。操作视频2.任务实施应用场景搭建设定有害气体阀值场景体验物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试操作视频

若当前室内环境正常时，即有害气体浓度低于阀值时，则风扇不工作；

当喷洒适量的杀虫剂时，环境中有害气体浓度超过阀值，风扇开启，模拟报警与排风，直到有害气体浓度低于阀值时才恢复到原先状态。2.任务实施任务要求任务准备敏感器件：气敏元件电阻阻值随着所感受到的气体浓度的上升而减小，当小于所设定的气体浓度阈值所对应的阻值时，促使发光二级管LED发光，模拟报警效果。当浓度小于所设定的阈值时，灯熄灭。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试2.任务实施任务要求任务准备元器件准备与检测元器件说明图示图形符号气敏部件

集成电路LM339

集成电路LM3914电位器RP4.7K电阻R12KΩ

R21MΩ

物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试2.任务实施①

打开仿真软件Proteus8Professional,选择菜单File->OpenProject,浏览到“素材文件夹”，并选择“有害气体报警电路1.pdsprj”文件。②

选择菜单Debug->StartVSMDebugging，开始仿真。电路图中显示的箭头方向，就是电路工作时电流的方向。③

选择菜单Debug->StopVSMDebugging，停止仿真。物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试

在未开始调试的情况下，对SENSOR电位器，按向下的箭头，调整电压比较器LM339引脚7的电压值，当LM339的引脚7电压大于引脚6的电压时，电压比较器输出高电平，D1灯不亮；反之，当LM339的引脚7电压小于引脚6的电压时，电压比较器输出低电平，D1灯亮。调整RV1的电阻比例，可以调整LM339引脚6的电压值，从而得到不同的比较电压。2.任务实施元器件拼接功能测试电路优化与测试物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试操作视频电源正极连接线电源正负极连接电位器连接气体传感器连接LED发光二极管连接电源正负极引线1234562.任务实施元器件拼接功能测试电路优化与测试物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试操作视频（1）使用万用表进行电路检测，调试电路存在的问题，直到正常。（2）接通电源，观察直流稳压电源设备中所呈现的电流情况。（3）使用打火机释放可燃气体，测试电路的报警功能，2.任务实施元器件拼接功能测试电路优化与测试物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试操作视频前面步骤所完成的电路中，外界声音所转换后的电信号太弱，声音非常响亮时功能效果才能呈现，这与实际应用不符。现需对电路进行优化，对所采集的信号进行放大，促使声音感受敏感度提高。有害气体报警器优化电路2.任务实施元器件拼接功能测试电路优化与测试物联网应用体验任务要求与准备功能仿真功能搭接与测试操作视频有害气体多级报警器电路拼搭效果图1有害气体多级报警器电路拼搭效果图2为方便调试，搭建测试电路时，可以使用电位器来代替气敏元件。03知识提炼PartThree3.

知识提炼气体传感器选型气体传感器应用领域气体传感器发展趋势

气体传感器归属于化学传感器，它是能对各种气体敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的装置，它必须具有对待测气体的形状或分子结构选择性获取的功能和将获取的化学量有效转换为电信号的功能。

气体传感器的主要特性有：稳定性、灵敏度、选择性、抗腐蚀性。类别与型号的选择半导体式接触燃烧式电化学式光干涉式热导式红外线吸收式选型

性能指标选择灵敏度响应特性线性范围3.

知识提炼气体传感器选型气体传感器应用领域气体传感器发展趋势工业生产能源利用医疗卫生交通运输农业工程国家安全环境检测3.

知识提炼气体传感器选型气体传感器应用领域气体传感器发展趋势

随着先进科学技术的应用，气体传感器发展的趋势是微型化、智能化和多功能化。深入研究和掌握有机、无机、生物和各种材料的特性及相互作用，理解各类气体传感器的工作原理和作用机理，正确选择各类传感器的敏感材料，灵活运用微机械加工技术、敏感薄膜形成技术、微电子技术、光纤技术等，使传感器性能最优化是气体传感器的发展方向。(1)新气敏材料与制作工艺的研究开发

(2)新型气体传感器的研制

(3)气体传感器智能化04能力拓展PartFour4.能力拓展传感器类别与发展趋势传感器选型原则与方法（1）温度传感器（2）湿度传感器（3）压力传感器（4）位移传感器（5）流量传感器（6）液位传感器（7）力传感器（8）速度传感器（9）声音传感器（10）化学传感器（1）智能化（2）可移动化（3）微型化（4）集成化（5）多样化传感器的类别传感器的发展趋势4.能力拓展传感器类别与发展趋势传感器选型原则与方法

选择传感器产品时必须要根据实际使用的目的、