《光电检测课程设计》 2016 年 12 月
目录
摘要 (3)
1绪论 (4)
1.1课题研究的意义 (4)
1.2国内外现状 (4)
2视觉测量系统 (5)
2.1直射型激光三角法测位移原理 (5)
2.2双光路激光三角法测厚原理 (6)
2.3测厚原理及特点 (6)
2.4光路系统特点 (8)
3图像处理部分 (9)
3.1图像预处理 (9)
3.2阈值的确定 (10)
3.3厚度的确定 (10)
4结论 (12)
参考文献 (13)
摘要：精确测量薄板类材料的厚度，讨论了激光器光束轴心线与成像透镜光轴夹角与系统分辨率的关系，并基于最小二乘法拟合得出了光斑距离与被测物厚度的函数关系式，最后通过标定实验对系统精度进行了实验论证。结果表明，该系统消除了双光路激光三角法上下测量系统难以同步的问题，分辨率高，精度控制在 10μm，良好地满足了工业测量的需求。
关键词：激光三角法最小二乘法薄板厚度
1.绪论：
1.1课题研究的意义
随着材料加工技术的发展和测试计量技术水平的提高，材料厚度的检测对仪器测量精度提出了更高的要求，同时也由在线测量逐步取代离线机械式测量。冷轧钢板作为汽车制造、机械加工、船舶制造、土木建筑和轻工业等领域的原材料具有广泛的用途，热镀锌工艺常用来进行钢板的防锈处理，据统计，全球每年产锌量大约一半被用在于钢板防锈处理上，因而，镀锌板厚度的高精度检测关系到镀锌工艺的优化和锌层用量的合理规划。针对镀锌板厚度高精度在线检测问题，提出了一种单镜头双光路激光三角测厚模型，该模型相对传统双光路激光三角测厚法而言，通过改进光路设计将分置于上下两条光路中的光电探测器合二为一，避免了两条独立光路中图像探测器难以同步工作的问题，使得测量结果不受被测物抖动的影响.
激光测厚的优势在于不接触被测物且测量精度高，可解决一些以往难以解决的问题，因此在实际应用中受到广泛青睐．激光三角法在线厚度测量通常都在Ｃ型机架上进行，而Ｃ型机架在大震动环境里自身难以避免震动，这导致上、下两组测量探头相对位置发生变化，产生测量误差．目前消除震动的方法有：震动隔离、震动补偿［１］等，其中震动隔离方法硬件设计较复杂，且不能消除Ｃ型机架自身震动［１］；传统的震动补偿法不能满足上、下探头测量数据与Ｃ型机架微位移变化厚度补偿数据的同步性．因此，仍不能很好地满足在线动态高精度测量的要求．
1.2国内外现状
现在，世界上激光三角法薄板在线测厚过程存在两个典型的问题：（１）被测工件在工件传输线上向前运动时伴有沿着激光束方向的前后轻微跳动；（２）Ｃ型机架在大震动环境里自身震动，这些问题会引起测量误差．对此，提出了三同步激光三角法厚度测量方法．该法利用ＣＣＤ同步驱动技术［２］，在同一时刻采集３组测量探头数据，其中，上、下两组测量探头对被测物体厚度进行测量；
第３组对Ｃ型机架微位移变化实时监测，进而对上、下两路测量探头所测厚度进行补偿．这３组数据保证了严格的同步，从而有效地提高了测量精度．
2.工作原理
2.1直射型激光三角法测位移原理
直射型激光三角法光路示意图如图 1 所示。激光器、成像透镜和图像探测器三者位置关系满足 Sche-impflug 成像条件 。处于铅垂线方向的激光器发出的光线聚焦到被测物上表面后，漫反射光线经过成像透镜后汇聚在图像探测器上，当被测物从图示标定平面移动 H 距离达到标定平面上方某一位置时，图像探测器上的光斑会相应移动 H1 的距离，二者之间的函数关系式可由相似三角形关系推导出: γγααcos d sin cos d sin 1011H H H H ?+?=?-? (1)
式中，α 为激光器光束轴心线与成像透镜光轴的夹角;γ 为图像探测器感光面所在的平面与成像透镜光轴的夹角; d1 为成像透镜光轴上的等效物距; d0 为成像透镜光轴上的等效像距; H 为被测物表面移动距离;
H1 为图像探测器感光面上光斑移动距离。
Fig ． 1 Schemes of perpendicular laser triangulation
整理可得，当图像探测器上光斑移动 H1 距离时，被测物表面移动距离 H 的表达式为:
11110cos sin cos sin sin d sin d H H H H ???-?-=?γ
ααγγα （2） 通过图像处理得到图像探测器上光斑移动距离 H1的值，即可求出被测物的真实位移值。
2.2双光路激光三角法测厚原理
双光路激光三角法测厚度的光路示意图如图 2 所示。
Fig ． 2 Schemes of double laser triangulation
其光路结构可视为由两个上下对称布置的直射型激光三角法光路组成，被测物的上下表面可看作两个相对参考平面，分别移动的距离为 H1 和 H2 ，其厚度表达式为: H = H1 + H2 ，由前面所述知识及公式推导可得:
111101cos sin cos sin sin d sin d H H H H ???-?-=γ
ααγγα （3） 222102cos sin cos sin sin d sin d H H H H ???-?-=
γααγγα （4） 式中1H ?和2H ?分别为1H 和2H 对应的光斑移动距离，此时被测物厚度表达式为：
2221011110cos sin cos sin sin d sin d cos sin cos sin sin d sin d H H H H H H H ???-?-+???-?-=γ
ααγγαγααγγα(5)
2. 3 测厚原理及特点
由几何光学知识可知，光学系统近轴区内可视为理想光学系统，在近轴区内，理想光学系统的垂轴放大率 β 定义为像的大小与物体的大小之比。图 3 为本
测量系统等效光路图。图 4 为理想光学系统成像示意图。如图 4 所示，被测物上下表面的光斑可分别视为相对于参考平面上方和下方高度为 h1 和 h2 的两个物体，在成像透镜后方所成像的像高分别为 h1 和 h2 ，有:即为图像探测器感光面上下两光斑之间的距离
Fig ． 3 Schemes of light path
Fig ． 4 Schemes of ideal optical imaging system
图 5 是光路示意图的斜二轴测图。在图 5 中，上下激光器分别发射 1 束光束经激光器前端透镜聚焦到被测物上下表面形成两个光斑，漫反射光线通过组合透镜汇聚到图像探测器感光面上形成两个成像光斑。
Fig ． 5 Cabnet drawing of light path schemes 由前述推导可知，被测物上下表面两光斑的间距与图像探测器感光面上的两
成像光斑的间距成线性关系，通过图像处理提取两成像光斑的重心，并计算重心之间的距离，对测量系统进行标定后，便可计算出膜上下光斑之间的距离。膜上下两光斑的距离即认定为被测物的厚度。
图 6 为测量方式示意图。测量位置选择传送装置的滚轮附近，因为滚轮附近被测物晃动较小，因晃动造成的物面倾斜角度也较小，物面倾斜带来的误差也较小。测厚设备可采用手持的方式也可固定在某一测量位置，沿板材的宽度方向移动 U 型架可实现板材厚度沿宽度方向的厚度测量。
Fig ． 6 Schemes of measuring mode
通过改进双光路激光三角法光路结构，优化光路设计，将双光路激光三角法中的上下透镜和图像探测器合合二为一，测量系统的上下光路采用同一光学系统和成像系统，通过图像处理设备同时抓取上下光斑图像并实时处理，很好地保证了上下光路中图像采集和处理的同步性，既消除了双光路中上下独立测量系统难以同步的问题，又减小了结构尺寸，减轻了设备重量。
2.4 光路系统特点
要获得较大的分辨率，可选用像元尺寸小的高分辨率 CCD ，这大大增加了成本。由前述直射型激光三角法测位移原理分析及公式推导可知，(2) 式两边同时对 H 求导即可得到直射型激光三角法的分辨力表达式:
11021
sin sin )cos sin cos sin sin (H d d H H d H ???-?-=?γ
αγααγγ (6) 整理得：
1102
1sin sin )sin sin (H d d H d H ??+?-=?γ
αγαγ）（ （7） 此时1H ?表示为CCD 的像元尺寸，分析上式可知，当γ 一定时，α越大，分子变小同时分母变大，H 前面的系数就变小，H 的值也变小，也就是说分辨率变高了; 反之，γ一定时，α越小，分辨率越低。本系统中α设计角度接近 90°，系统分辨率较双光路激光三角法更大。
由光路的可逆性和折射定律、反射定律中光线方向的确定性，可得出每一个物点对应唯一的一个像点，也就是说CCD 的位置是唯一的，由于散斑效应，当被测物很薄时，图像探测器上的两光斑间距将很小甚至彼此相连，难以得到两光斑中心的距离，本系统中，通过在孔径光阑后方加入一片平面玻璃，用来改变光线传播方向，入射光束进入平面玻璃内部发生折射后沿平行于入射方向继续传播，当平面玻璃呈一定角度放置时，出射点的位置向平面玻璃边沿方向发生移动，这样，CCD 像面上的成像光斑也同方向的随之移动一定距离，如图 7 所示。这样就扩大了成像光斑的距离，使系统对于很薄的被测物也能得到两个彼此分离的光斑。
Fig ． 7 Schemes of image deflection
3.图像处理部分
3.1 图像预处理
图像探测器采用北京微视新纪元有限公司生产的型号为 MVC3000F 的 CCD 。像元尺寸为 3. 2μm ×3.2μm ，采集幅面为 2048 × 1536。选用华科激光型号为DD635-1-3 的半导体激光器为光源，其光斑直径在焦平面处最小尺寸为 0. 15mm ，1∶1 成像后成像光斑最大宽度约为 45 个像元尺寸大小。为提高
处理速度，相机采集幅面截取为 2048 × 768。采集到 1 幅图片后，首先利用阈值法确定是否有光斑存在，若存在且为两个光斑则将灰度值按列方向进行投影，找到峰值对应的横坐标，截取峰值横坐标左右一定区域作为光斑目标区域进行找中心处理。为降低背景噪声的影响，对目标区域进行均值滤波处理，消除孤立噪声点的影响，同时通过阈值分割将目标区域的背景灰度置为 0，减小背景灰度对光斑找中心的影响，然后利用重心法求取两光斑中心并计算两光斑间距。图像处理流程图如图 8 所示。
Fig ． 8 Image processing flow chart
3. 2 阈值的确定
阈值分割是对灰度图像选取一个合适的阈值，以确定每一个像素点是属于目标区域还是背景区域。常用的阈值计算法有直方图法、Ostu 法、最小误差法、均匀化误差法、最大熵法和概率松弛法 等。本系统采用阈值分割法进行图像预处理，选取原点处长宽为100 × 100 个像元大小的区域灰度平均值作为阈值 2
99
0j 990100)
,(f ∑∑===j i T i f （i ，j ）为（i ，j ）点的灰度值。然后将目标区域中
灰度值小于阈值的点全部置为0，以减小背景灰度对光斑求重心的影响。
3. 3 厚度计算
图像预处理完毕后，计算左右光斑重心的横坐标，并在重心处画十字丝标定，如图 9 所示。
Fig ． 9 Experimental picture
重心横坐标表达式为： ∑∑∑∑===
=?=n q p
j n q p
j j i G j i G i X m i m i )
,()
,( (8) 式中，m ，n ，p ，q 分别为目标区域左右边界的横坐标和上下边界的纵坐标; G( i ，j) 是坐标为( i ，j) 处的灰度值。计算沿 x 轴方向两重心之间的像素个数 N =（ X2 － X1 ) 作为两光斑距离。通过标定实验可得到像素个数与测量厚度之间的函数关系式 H = f( N) ，将实时测得的像素个数带入该函数表达式，即可得出被测物的厚度值。
4.结论
所提出的单镜头激光三角法测厚系统实现了薄板厚度的测量，进一步拓展了激光三角法在厚度测量上的应用。单镜头激光三角法测厚系统的建立，消除了双光路激光三角法上下测量系统难以同步的问题。光学设计中平面玻璃的引用，提高了设备对超薄物体的测量能力。激光器光束轴心线与成像透镜光轴的夹角比双光路激光三角法更大，该系统具有比已有激光测厚设备更大的分辨率。以不同厚度塞尺为被测物建立标定实验对系统精度进行验证，并利用最小二乘法拟合标定数据得到标定方程，由实验数据可看出，当厚度在 0. 02mm ～ 0. 3mm 之间时，测量误差小于 10μm。本系统测量误差的主要影响因素在于光斑是否严格对中和物面是否保证水平。最后对该厚度测量方法中的关键技术同步性进行了分析及验证．实验结果表明：该方法精度高，在保证装配精度的条件下可以将动态测量精度控制在１％以内。标定实验结果表明，本文中构建的单镜头激光三角法测厚系统测量误差较小、精度较高，具有良好的市场应用前景。
参考文献：
［1］汪琛，赵斌，单镜头激光三角法薄板厚度测量研究［J］，激光技术，2013（２）.
［2］王军红，江虹，毛久兵一种提高激光三角法薄板在线厚度测量精度的方法［J］，激光技术,2011（１１）.
［3］JIA Z G，LU Z G． Online testing technology of thickness［J］． Instru- mentation Technology，2009( 2) : 19-21( in Chinese) ．
［4］ XIONG Zh Y，ZHAO B． Design of a new laser thickness measurement inst-rument［J］． Laser Technology，2011，35 ( 5 ) : 613-617 ( in Chi- nese) ．
［5］ WANG D，ZHAO B． Laser oblique illumination method for measuring steel plate thickness［J］． Infared and Laser Engineering，2011，40 ( 10) : 2033-2036( in Chinese) ．
［6］ BAI S J． A laser thickness gauge in the application of Handan iron and steel plate［J］． Shandong Metallurgy，2004，26 ( 1 ) : 281-282 ( in Chinese) ．
检测技术课程设计 一、课程设计的目的 综合应用已修课程所学知识，完成被测信号的提取、转换、处理的一次综合性设计实践。它的作用如下： 获得工程师基本训练，培养学生综合运用所学理论和技术知识，解决工程实际问题的能力。 （1）提高学生查阅科技文献资料能力。 （2）开发学生的主观能动性与创造性。 （3）加深学生对课程内容的理解，拓展所学知识面。 （4）使学生初步建立正确的设计思想。掌握系统的设计方法和设计步骤。 二、课程设计时间 检测技术课程设计为1周。 三、课程设计的任务 以任务书的形式给出。 任务书的主要内容有： （1）给予的对象； （2）设计题目； （3）设计要求； （4）撰写的设计报告要求； （5）时间安排。 设计报告内容包括：目录，设计题目，前言，设计方案与设计工艺流程，各部分设计原理，设计计算及说明，器件、仪器设备的选择，设计图纸，参考文献，附录。设计图用专用计算机软件绘制，打印。 四、课程设计报告的一般格式 课程设计报告包括封面、目录、绪论、主体部分、结尾部分。 1、绪论 主要说明设计的目的、设计的任务和要求等。 2、主体部分 （1）总体设计方案的设计
（2）软硬件电路的设计 （3）设计结果（实验数据等） （4）参考文献 2、结束语 阐述本次设计的收获与体会，课题进一步完善的建议与意见。致谢等。如有附录可放在结尾处。
设计题目一电机自动监控系统设计 一、电机控制系统描述 电机作为一种拖动动力设备，在机床加工、运输、电力等领域有着广泛的应用。为了保证电机系统的正常运行，需要通过检测控制装置对它进行监控。重点监控的参数是电机 A、B、C三相线圈的温度、电机轴的径向振动振幅、电机轴的转速。 二、控制要求 上图为电机供电主电路。三相电经过空气开关KQ、交流接触器Z、热继电器PT，加到电机上，当接触器常开触点接通时，电机得电，运转。可以通过控制接触器线圈的方式控制接触器主常开触点的通断。正常接触器线圈得电，接触器主常开触点接通，异常接触器线圈断电，接触器主常开触点断开。 常规电机控制电路如图。 START STOP
光电检测原理与技术课程设计 光电准直系统
一、引言 准直系统是利用光学自准原理，利用小角度测量或可转化位小角度测量的一种常用技术测试仪器。所谓光电准直系统就是光学准直系统与光电技术结合的产物。它具有测量精度高的优点，在精密，超精密定位方面有重要的作用。 小角度测量有多种方法，本实验主要采用平面反射镜的光学杠杆原理，在探测光斑移动时使用CCD来经行图像的采集。 关键字：光学杠杆光学准直系统望远镜系统照明系统 CCD 二、基本原理： （一）光学准直系统的基本原理 这部分系统，通常是由光源，位于物镜焦平面上的分划板和物镜三部分组成，望远镜实际上是准直装置的你应用，它是将入射的平行光在其焦平面上，然后再用目镜直接观察光斑的变化。 图2.1 准直系统原理 图2.2 望远镜系统工作原理 一个准直管和一个望远镜组合，两个装置的光轴在一条直线上，我们将看到从发光点F发出的光线通过准直管的物镜变为平行于主光轴的光束，进入望远镜的物镜之后在汇聚到F点；同样发自焦平面上另一点F1的光线射出准直管后变成方向平行与光轴的光束，它在进入望远镜后汇聚于其焦平面的F1点。因此，线位移之比等于两系统焦距之比。由于平行光束成像的位置位移的由他的方向所确定，而不受平行光束在进入透镜前所走过的距离的影响，所以与发光点F及F1相关的像F及F的位置不依赖于准直管和望远镜之间的距离。 在准直管的前面放置一个全反射镜，准直管发出的平行光束再由它本身来接受，就相当与集准直管与望远镜一体，这就是准直的原理。 将一个刻度线的图像以平行光束（准直光）的形式投射到反射镜上，该反射镜将其光束反射回准直系统。如果反射镜与光轴垂直则光束将返回其自身。如果反射镜倾斜一个角度α，则其反射光将于2α反射回来。根据反射光的倾斜程度，自准图像将会以更大的角度发生位移。通过测量自准直图像在X轴Y轴上的唯一可以测量得反射镜的角度变化。自准直已为平行光。其测量结果不受距离的影响。 图2.3 准直管简易图 2.1.2 高斯系统 为了使目镜不受光源遮挡，高斯系统的自准直仪光路在其光轴上加有析光镜。测微平行光管具有类似的光学系统，只是用立方棱镜代替了析光镜，立方棱镜由两个直角镜胶合而成，其中一棱镜的胶合面镀有析光膜。这种光学系统有一个盲区，当这自准直像与原中心十字丝靠得很近或有重叠部分时便无法使双刻线瞄准，因而也就测不出相应的反射镜偏转角。 图2.4 高斯自准（1） ｌ、光源２、聚光镜３、分光镜４、分划板５、准直镜 ６、反射镜７、目镜组８、目镜焦平面 下图是高斯系统的另一种光路安排，其特点是把析光镜（立方棱镜）放在物镜组的焦平面之前，这样由于其分光作用物镜就有两个共轭的焦平面。一个焦平面放置十字线分划板ｌ并被光源照明，另一焦平面放置双刻线分划板５。这种安排能使自准直象与原分划板分开（在视场中不再直接看到原分划板１），从而避
目录 1设计目的 (2) 2题目介绍 (2) 3 背景意义 (2) 3.1实验装置简介 (2) 3.2研究污垢传热的理论知识 (3) 4参数检测与控制 (5) 4.1进出口温度水浴温度测量 (5) 4.1.1 仪表种类选用及依据 (5) 4.1.2 注意事项 (6) 4.1.3 可能误差 (6) 4.2 实验管壁温测量 (7) 4.2.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.2.2 可能误差 (7) 4.3 水位的测量 (7) 4.3.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.3.2 注意事项 (8) 4.3.3 可能误差 (8) 4.4 实验管内流体流量的测量 (8) 4.4.1仪表种类选用与依据 (8) 4.4.2 可能误差 (10) 4.5 差压测量 (10) 4.5.1仪表种类选用与依据 (10) 4.5.2 可能误差 (11) 5.参考文献 (12)
第1章绪论 1.1设计目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 2题目介绍 本课设题目以一多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需检测参数的检测。设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 该实验装置上，需要检测和控制的参数主要有： 1、温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80 ℃）， 2、实验管壁温（20~80 ℃）以及水浴温度（20~80 ℃） 3、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~500mm 4、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~4m3/h 5、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm 水柱 3 背景意义 3.1实验装置简介 如图3—1所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。 基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。
《光电检测课程设计》 2016 年 12 月
目录 摘要 (3) 1绪论 (4) 1.1课题研究的意义 (4) 1.2国内外现状 (4) 2视觉测量系统 (5) 2.1直射型激光三角法测位移原理 (5) 2.2双光路激光三角法测厚原理 (6) 2.3测厚原理及特点 (6) 2.4光路系统特点 (8) 3图像处理部分 (9) 3.1图像预处理 (9) 3.2阈值的确定 (10) 3.3厚度的确定 (10) 4结论 (12) 参考文献 (13)
摘要：精确测量薄板类材料的厚度，讨论了激光器光束轴心线与成像透镜光轴夹角与系统分辨率的关系，并基于最小二乘法拟合得出了光斑距离与被测物厚度的函数关系式，最后通过标定实验对系统精度进行了实验论证。结果表明，该系统消除了双光路激光三角法上下测量系统难以同步的问题，分辨率高，精度控制在 10μm，良好地满足了工业测量的需求。 关键词：激光三角法最小二乘法薄板厚度
1.绪论： 1.1课题研究的意义 随着材料加工技术的发展和测试计量技术水平的提高，材料厚度的检测对仪器测量精度提出了更高的要求，同时也由在线测量逐步取代离线机械式测量。冷轧钢板作为汽车制造、机械加工、船舶制造、土木建筑和轻工业等领域的原材料具有广泛的用途，热镀锌工艺常用来进行钢板的防锈处理，据统计，全球每年产锌量大约一半被用在于钢板防锈处理上，因而，镀锌板厚度的高精度检测关系到镀锌工艺的优化和锌层用量的合理规划。针对镀锌板厚度高精度在线检测问题，提出了一种单镜头双光路激光三角测厚模型，该模型相对传统双光路激光三角测厚法而言，通过改进光路设计将分置于上下两条光路中的光电探测器合二为一，避免了两条独立光路中图像探测器难以同步工作的问题，使得测量结果不受被测物抖动的影响. 激光测厚的优势在于不接触被测物且测量精度高，可解决一些以往难以解决的问题，因此在实际应用中受到广泛青睐．激光三角法在线厚度测量通常都在Ｃ型机架上进行，而Ｃ型机架在大震动环境里自身难以避免震动，这导致上、下两组测量探头相对位置发生变化，产生测量误差．目前消除震动的方法有：震动隔离、震动补偿［１］等，其中震动隔离方法硬件设计较复杂，且不能消除Ｃ型机架自身震动［１］；传统的震动补偿法不能满足上、下探头测量数据与Ｃ型机架微位移变化厚度补偿数据的同步性．因此，仍不能很好地满足在线动态高精度测量的要求． 1.2国内外现状 现在，世界上激光三角法薄板在线测厚过程存在两个典型的问题：（１）被测工件在工件传输线上向前运动时伴有沿着激光束方向的前后轻微跳动；（２）Ｃ型机架在大震动环境里自身震动，这些问题会引起测量误差．对此，提出了三同步激光三角法厚度测量方法．该法利用ＣＣＤ同步驱动技术［２］，在同一时刻采集３组测量探头数据，其中，上、下两组测量探头对被测物体厚度进行测量；
郑州科技学院 《数字电子技术》课程设计 题目光电式报警器 学生姓名尚垚 专业班级电子科学与技术四班 学号201031108 院（系）电气工程学院 指导教师袁玉霞 完成时间2013年3月8日
目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务与要求 (1) 3 设计方案与论证 (2) 4 设计原理及功能说明 (2) 4.1 系统组成 (2) 4.2 工作原理 (3) 5 单元电路的设计 (3) 5.1 光电转换 (3) 5.2 数字显示 (5) 5.3 声光报警 (9) 6 硬件的制作与调试 (12) 7 总结 (14) 参考文献 (15) 附录1：电路总体原理图 (16)
附录2：元器件清单 (18)
1 课程设计的目的 随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。然而传统的触摸式、开关式报警器等，虽然具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点，而且安全性能也不是很好。光电报警就很好的改善了这点。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域。本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此可以得到广泛的应用。本文设计的光电报警器是光电二极管和报警器的灵活结合，它可以运用到各种生产线上，如博物馆里的防盗系统，并提示物品被盗地点，安全性能高，节约了人力资源，并且不易出错；还能运用到其它人力不能监测的环境。 2 课程设计的任务与要求 1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警； 2、采用数码管显示被遮挡的路数，无报警显0，1 路报警显1，2 路报警显2，同时遮挡报警显3；
前言 在人类社会的发展进入到21世纪的今天，安全问题已经成为困扰人们日常生活的重要问题之一。社会的发展促进了人的流动性，进而也增加了社会的不稳定性，使得安全方面的需求成为21世纪引起广泛关注的问题。不论是享受各项服务如网上冲浪、还是居家、办公等都涉及到安全，以往这些行为基本上是通过符号密码来进行安全保护，但是随着服务数量的不断增加，密码越来越多以致无法全部记住，而且密码有时也会被他人所窃取，各种密码被破解的概率越来越高，因为通常由于记忆的原因，人们经常会选用自己或亲人的生日、家庭地址、电话号码等作为密码并长期使用，这些很容易被一些不法分子获取。可见在现代社会中，身份识别已经成为人们日常生活中经常遇到的一个基本问题。人们乎时时刻刻都需要鉴别别人的身份和证明自己的身份，以获得对特定资源的使用权或者制权，同时防止这些权限被他人随意的取得。传统的身份识别方法主要基于身份标识物(如证件、卡片)和身份标识知识(如用户名、密码)来识别身份，这在很长一段时期是非常可靠和方便的识别方法，得到了广泛的应用。但是，随着网络、通信、交通等技的飞速发展，人们活动的现实空间和虚拟空间不断扩大，需要身份认证的场合也变得无不在。人们需要携带的身份标识物品越来越多，身份标识知识也变得越来越复杂和冗长在这种情况下，传统身份识别方式的弊端日益彰显。身份标识物品容易被丢失和伪造，份标识知识容易被遗忘、窃取和破解，而身份标识的重要性又使得一旦失去了身份标识会给标识的所有者甚至整个社会带来重大的甚至难以弥补的损失。在美国，每年约有上百万的福利款被人以假冒的身份领取;每年发生的信用卡、ATM、移动电话和冒领支票等成的损失达数百亿美元[2]。面临着这样的状况，人们对身份识别的安全性、可靠性、准确和实用性提出了更高的要求，必须寻求身份识别的新途径。 于是，近年来人类生物特征越来越广泛地用于身份识别，而且生物特征可以更好的进行安全控制，世界各国政府都在大力推进生物识别技术的发展及应用。与原有的人类身分识别技术(如:个人密码、磁卡、智能卡等)相比，基于人类生物特征的识别技术具有安全可靠、特征唯一、不易伪造、不可窃取等优点。人类本身具有很多相对独特的特征，如DNA、指纹、虹膜、语音、人脸等。基于这些相对独特的人类特征，结合计算机技术，发展起众多的基于人类生物特征的人类身份识别技术，如DNA识别技术、指纹识别技术、虹膜识别技术、语音识别技术、人脸识别技术。 人脸识别和其他的生物识别比起来有以下几个优点:1、其他的生物特征识别方法都需要一些人为的行为配合，而人脸识别不需要。2、人脸识别可应用在远距离监控中。3、针一对现在的第一、二代身份证，每个身份证都有人脸的正面照片，也就是人脸库将是最完善的，包括人最多的，我们可以利用这个库来更直观、更方便的核查该人的身份。 4、相对于其他基于生物特征识别技术，人脸识别技术具有特征录入方一便，信息丰富，使用面广等优点，同时人脸识别系统更加直接友好。人脸识别技术作为生物识别技术的
光电脉搏检测电路设计报告 脉搏波的概述 1.脉搏波的定义 脉搏波是以心脏搏动为动力源, 通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。当心脏收缩时, 有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内, 使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能; 心脏停止收缩时, 扩张了的那部分血管也跟着收缩, 驱使血液向前流动, 结果又使前面血管的管壁跟着扩张, 如此类推。这种过程和波动在弹性介质中的传播有些类似, 因此称为脉搏波(pulse wave) 。 2.脉搏信息 血液在人体内循环流动过程中，经历过心脏的舒张、内脏流量的涨落、血管各端点的阻滞、血管内波的折一反射以及血管壁的黏弹等过程。脉搏波不仅受到心脏状况的影响，同时要受到内环境调控功能器官(脏器) 状态所需血液参数以及系统状态参数等的影响。所以脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。 3.脉搏测量的意义 脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象，包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息，可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势，如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变，而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。 设计目的与意义 ?目的 应用光电式传感器、放大滤波电路组成的脉搏测量电路 通过示波器显示人体指端动脉脉搏信息 ?意义 通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分 诊断价值的信息，为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号 系统设计 1.测量信号的特征
东北石油大学课程设计 课程光电检测技术 题目光电报警器电路设计 院系电子科学学院 专业班级应用物理07-2班 学生姓名xxx 学生学号xxx 指导教师 2007年 3 月 11 日 2011年3 月10日
东北石油大学课程设计任务书 课程光电检测技术 题目光电报警器电路设计 专业应用物理07-2 姓名xxx学号xxx 主要内容： 通过报警器和光耦结合的小小的结合来设计一个光电报警器，并分析该报警器各个模块的构成和工作原理。 基本要求： 1、设计光电报警器电路功能框图。 2、设计光嗲报警器的光电转换电路、报警控制电路、译码输出以及显示。 3、调试安装。 4、完成课程设计总结报告。 主要参考资料： 1、阎石。数字电子技术基础。高等教育出版社。1997。 2、庞振泰、王采斐、屈宗明（译）.光电接口器件手册.清华大学出版社.1998 完成期限2011年3月10日 指导教师 专业负责人 2011年3 月10日
目录 第1章概述 (2) 1.1 课题作用、实用价值 (2) 1.2 光电报警器的发展前景 (2) 第2章基本原理与总体设计 (4) 2.1 光电报警器的总体设计 (4) 2.2 光电报警器原理介绍 (4) 第3章光电报警器电路设计 (6) 3.1 光电转换模块设计 (6) 3.2 报警模块设计 (7) 3.3 数字显示模块设计 (9) 3.4 蜂鸣器的结构设计 (10) 第4章电路的安装调试 (11) 4.1 元器件的焊接 (11) 4.2 电路的调试 (11) 第5章总结 (12) 参考文献 (13)
第1章概述 随着社会科学技术的迅速发展，报警器的应用非常广泛。在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。而且安全性能也不是很好。光电报警就很好的改善了这点。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。 1.1课题作用、实用价值 本次设计的光电报警器是报警器和光耦结合的小小的结合，但它可以运用到各种生产线上，如纺纱工业的监测各个丝线的有无断点，并加以提示，也可以稍加改进，让其能够计数，记录生产进度，安全性能高，节约了人力资源，并且不易出错，还能运用到人力不能监测的环境。可见光电报警器的运用能延伸到各个行业。 1.2光电报警器的发展前景 光电技术光电科技是一门结合光学、电子与电机之尖端技术，早期由于技术门槛高，偏重国防与航天领域之发展，并以雷射相关应用为主。近十余年来，光电相关技术突飞猛进，产品种类也不断推陈出新，其应用更是无远弗届，层面扩及通讯、信息、生化、医疗、工业、能源、民生等领域。展望光电报警器的未来，在轻量化、便携性、低耗能、高效益、整合强的特性下，将更深入各产业应用范围中。 光电产品因应用广泛已成为众所瞩目之焦点，近来无论在通讯网路、多媒体信息化社会等炙手可热的应用领域上，光电产品都扮演着重要的角色，因此许多专业人士都预见到二十一世纪将是属于「光」的世纪。为此，无论日、美、欧
课程设计总结报告 课程名称：《光电技术》课程设计学生姓名：邓跃斌、付炜、黑阳超、林松系别：物理与电子学院 专业：电子信息科学与技术 指导教师：雷立云 2012年11月29日
目录 一、设计任务书 (3) 1、课题 (3) 2、目的 (3) 3、设计要求 (3) 二、实验仪器 (3) 三、设计框图及整体概述 (4) 四、各单元电路的设计方案及原理说明 (4) N E定时器构成多谐振荡器作调制电源 (5) 1、用555 N E电路结构 (5) （1）555 N E定时器组成的多谐振荡器 (5) （2）由555 （3）发射端电路 (6) L F放大器构成接收放大电路 (7) 2、用353 （1）光放大器 (7) （2）光比较放大器 (7) 五、调试过程及结果 (8) 1、调试的过程及体会 (8) 2、调试结果 (8) 六、设计、安装及调试中的体会 (9) 七、对本次课程设计的意见及建议 (9) 八、参考文献 (10) 九、附录 (10) 1、整体电路图 (10) 2、课程设计实物图 (10) 3、元器件清单 (11)
一、设计任务书 1、课题 光电报警系统设计与实现。 2、目的 本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，并养成严谨务实的工作作风。通过个人收集资料，系统设计，电路设计、安装与调试，课程设计报告撰写等环节，初步掌握光电系统设计方法和研发流程，逐步熟悉开展工程实践的程序和方法。 3、设计要求 （1）基本要求 用555 N E构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参数选择进行分析说明；选用324 L M构成比较放大器进行报警电路设计；画出所做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出的各测量点电压波形。 （2）扩展要求（选做） 分析影响作用距离的因素，提出提高作用距离的措施；设想光电报警系统的应用场合，并根据不同应用提出相应电路的设计方案。如需要闪烁报警，电路如何设计？ 二、实验仪器 多功能面包板………………………………………………………………1块T D S.60M H z.1Gs s双通道数字存储波示器………………………1台1002 YB A A直流稳压电源…………………………………………………1台17333 万用表………………………………………………………………………1台
一绪论 (2) 二设计要求 (2) 四设计原理及电路图 (4) 4.1报警电路原理图 (4) 4.2数码管显示原理图 (4) 4.3光电转换设计原理图 (5) 五器件清单及简单介绍 (5) 5.1光耦 (5) 5.2 555芯片 (6) 5.2.1 555芯片连线图 (6) 5.2.2 555芯片工作表 (7) 5.3 74LS32译码器 (7) 5.3.1 ；74LS32译码器译码表 (7) 5.3.2 ；74LS32引脚接线图 (7) 5.4 74LS48译码器 (8) 5.4.1电路接线图 (8) 5.4.2 74LS48引脚图 (8) 5.4.3 74LS48译码表 (8) 六控制系统实现 (9) 七proteus仿真电路图 (10) 7.1无光遮挡的情况下数码管显示状态 (10) 7.2当通道1被遮挡时，数码管的显示状态 (10) 7.3当通道2被遮挡时，数码管的显示状态 (11) 7.4当通道全部被遮挡时，数码管的显示状态 (11) 八设计心得 (12) 九参考资料 (12)
一绪论 随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。而且安全性能也不是很好。光电报警就很好的改善了这点。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。 本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管显示与报警器报警的功能。其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。整个设计利用了部分数字逻辑电路，能实现在报警过程中同时显示对应路数的功能。且该报警器的设计采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。各单元电路功能结构相对独立，可扩充性强，具有很高的经济利用价值。 二设计要求 1设计一个光电传感器，采用光耦电阻，当有物体遮挡光电传感器所设置的通道时，报警器会自动发出声音，数码管并显示相应遮挡的通道位置（设通道代码分别为1，2，3），当所设计的光电传感器通道一被遮挡时，报警器发出响声，数码管显示1，当所设计的光电传感器通道二被遮挡时，报警器发出声响，同时数码管显示2，当通道三被遮挡时也一样，当光电传感器没有物体遮挡所设计的通道时，报警器不发出声响，数码管不显示。 2设计主要材料 光耦，555芯片，74LS32译码器，74LS48译码器
课 程 设 计 报 告
中北大学
课程设计任务书
2012/2013 学 专 院： 业： 学年第 一 学期
信息商务学院 电子信息科学与技术 学 号： 光电报警系统设计 12 月 31 日～ 1 月 18 日 中北大学 王伟 程耀瑜 09050141X13
学 生 姓 名： 郝金风 课程设计题目： 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任：
下达任务书日期:
2012 年
12 月 31 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
在学习专业基础课和专业课的基础上，主要在电子仪器、微机综合设计与实践、单 片机与 A/D 和 D/A 和光、计、电综合应用等几个方面开展实践活动，巩固所学知识、培 养动手能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
1、了解红外发光二极管与光电二极管的具体应用。 2、了解主动式光电报警系统设计原理，了解锁相环的原理及应用。 3、利用锁相环设计光电报警系统实验 4、 对影响光电探测性能的各种参数进行探讨， 以求最大限度地发挥系统的探测能力。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
1） 设计说明书符合要求； 2） 相应器件的工作原理及应用； 3） 系统工作原理图； 4） 参考文献原文不少于 3 篇。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
? 要求按国标 GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例： 1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985
（5篇以上）
5．设计成果形式及要求：
设计说明书及相关电路图
6．工作计划及进度：
2012201312 月 31 日 ~1 月 3 日 了解设计题目及熟悉资料 1月 4日 ~1月 7 日 确定各题目要求计算相关参数，确定具体设计方案
1 月 8 日 ~ 1 月 14 日 结合要求具体设计与仿真 1 月 15 日 ~ 1 月 18 日 整理课程设计说明书，答辩或成绩考核
系主任审查意见：
签字： 年 月 日
设计题目：停电报警器 院系：电气工程系 专业：电子信息工程 年级： 2012 级 姓名：燕 指导教师：黎松奇 西南交通大学峨眉校区 2014年 12月 1日 课程设计任务书
专业电子信息工程姓名燕学号 20128094 开题日期： 2014年 11月10 日完成日期：2014 年 12 月 19日题目：停电报警器 一、设计的目的 在一些场合，必须保证不间断地供电，或停电后必须通知操作者，使其知道已经停电，采取相应的措施。这就需要一个停电报警器，当市电220v正常供电时，报警处于监测状态，当市电220v停电时，马上发出响亮的报警声，提醒人们注意，现在已经停电，从而采取相应的措施。同时停电报警器也可以应用于安防工作，现在，许多不法分子在行不法之事之前都会先切断电源。在一些重要场所，热释电红外传感器电路与停电报警器电路相结合就形成了双重保障，巩固了安防系统。 二、设计的容及要求 本次设计主要是用51单片机来实现，使其在停电能实现报警功能。此次设计 给出停电报警器电路的各个模块电路的设计和所需主要器件的主要参数，并 介绍硬件实现的详细方案，给出本次设计的硬件原理电路图，并分点描述各 模块功能；并给出软件实现的程序流程图，并介绍各模块所要实现的功能。 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师 (签章) 年月日
一、组成框图及工作原理 系统组成框图如图1所示，根据系统拟达到的总体功能，将其划分为以下功能模块:主副电源电路、热释电红外传感器电路、停电报警器警铃电路和自动报警器 图1 系统组成图框图 一旦有人入侵、或电源被切断时，与之相应的报警探测器立即向用户端自动报警主机发出报警信号，接到警情事件后，自动报警主机立即进行确认，确认无误后，进行事件的现场声(蜂鸣器)报警。 二、人体热释电红外传感器感 2.1感应器技术 应器技术是信息采集技术的第一步，感应器是将能够感受到的及按规定被测量的按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指感应器中能直接感受或响应被测量(输入量)的部分，转换元件是指感应器中能将敏感元件感受的或响应的感应量转换成适于传输和（或）测量的电信号的部分。 1. 感应器的作用 A、信息的收集。对某种特定要求，需检测目标物的存在状态，把某状态信息转换为数据，对系统或装置的运行状态进行监测。 B、信息数据的交换。把以文字、符号、代码、图形等多种形式记录在纸或胶片上的信nS数据转换成计算机、传真机等易处理的信号数据，或者读出记录
检测与变换技术苏州市职业大学 课程设计说明书 名称光敏百灵鸟电路 院系电子信息工程系 班级10电信2班 姓名刘小刚 学号107303237 系主任张红兵 教研室主任邓建平 指导教师殷伟义
目录 第一章绪论 (3) 1．1电路简略介绍 (3) 1．1．1双色闪光灯 (3) 1．1．2光敏百灵鸟 (4) 1．2．1双色闪光灯电路及其原理 (4) 1．2．2光敏百灵鸟电路及其原理 (5) 第二章元器件介绍以及测试 (6) 2．1电阻的测试 (6) 2．1．1碳膜电阻 (6) 2．1．2光敏电阻 (7) 2．2电容的测试 (8) 2．2．1陶瓷电容 (8) 2．2．2电解电容 (9) 2．3三极管的测试 (9) 2．4发光二极管 (10) 2．5555芯片 (10) 第三章制作与调试 (14) 3．1双色闪光的制作与调试 (14) 3．2光敏百灵鸟的制作与调试 (14) 第四章小结 (15) 附录 (16) 参考文献： (17)
第一章绪论 课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，要求我们把所学的知识通过动手操作运用到实际，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定。它要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理的电路图。555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。它是由上、下两个电压比较器、三个5kΩ电阻、一个RS触发器、一个放电三极管 T以及功率输出级组成。比较器 C1的反相输入端5接到由三个5 kΩ电阻组成的分压网络的2/3Vcc处（5也称控制电压端），同相输入端6为阀值电压输入端。比较器C2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处，反相输入端2为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端 4，当复位端处干低电平时，输出3为低电平。控制电压端5是比较器C1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器C1、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个O．01μF的电容，以防止干扰电压引入。555的电源电压范围是+4.5～+18V，输出电流可达100～200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，培养独立分析和解决实际问题的能力，为以后工作奠定基础。
北华航天工业学院 课程设计报告（论文） 设计课题：红外线防盗报警器设计 专业班级：B10231 学生姓名： 指导教师： 设计时间：2012年6月25日
北华航天工业学院电子工程系 红外线防盗报警器课程设计任务书 姓名：专业：通信工程班级：B10231 指导教师：职称： 课程设计题目：红外线防盗报警器 已知技术参数和设计要求： ●该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可 发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 ●要求： ●1、灵敏、可靠、一经触发，即刻报警 ●2、对产品材料精益求精，延长使用寿命 ●3、根据实际应用环境，自己选择传感器，确定红外检测范围。 所需仪器设备： 直流供电电源，信号发生器，双踪示波器，数字电压表，计算机等 成果验收形式： 面包板插接+实物演示+答辩 参考文献： 《电子技术基础模拟部分》（高教康华光） 《电子工艺与课程设计》（电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪） 时间安排 第17周： 周1---周2 ：立题、论证方案设计，选择元器件安装调试 周4---周5 ：插面包板调试电路 第18周： 周1---周3 ：焊接制成电路，完成设计 周4---周5 ：验收答辩 指导教师：张洁教研室主任：崔瑞雪 2012年6 月14 日
内容摘要 红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品，且市场较为成熟。由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜均能使用，而且其抗干扰能力强。红外线传感器分主动式与被动式两种，主动式设计方案简单，但成本较高，从成本考虑，本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理，给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。这种电路把红外线传感器应用于报警系统中，从而能够实现防盗报警能。 该报警器能探测人体发出的红外线，由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警信号，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。 关键词被动式红外报警器；热释电传感器；菲涅尔透镜；防盗报警器
基于视频的人体姿态检测 一、设计目的和要求 1.根据已知要求分析视频监控中行人站立和躺卧姿态检测的处理流程，确定视频监中行人的检测设计的方法，画出流程图，编写实现程序，并进行调试，录制实验视频，验证检测方法的有效性，完成系统软件设计。 2.基本教学要求：每人一台计算机，计算安装matlab、visio等软件。 二、设计原理 2.1图像分割中运动的运用（运动目标检测） 首先利用统计的方法得到背景模型，并实时地对背景模型进行更新以适应光线变化和场景本身的变化，用形态学方法和检测连通域面积进行后处理，消除噪声和背景扰动带来的影响，在HSV色度空间下检测阴影，得到准确的运动目标。 噪声的影响，会使检测结果中出现一些本身背景的区域像素点被检测成运动区域，也可能是运动目标内的部分区域被漏检。另外，背景的扰动，如树枝、树叶的轻微摇动，会使这部分也被误判断为运动目标，为了消除这些影响，首先对上一步的检测结果用形态学的方法进行处理，在找出经过形态学处理的后的连通域，计算每个连通域中的面积，对于面积小于一定值的区域，将其抛弃，不看做是前景运动目标。 2.2 bwlabel函数 用法：L = bwlabel(BW,n) [L,num] = bwlabel(BW,n)，这里num返回的就是BW中连通区域的个数。 返回一个和BW大小相同的L矩阵，包含了标记了BW中每个连通区域的类别标签，这些标签的值为1、2、num（连通区域的个数）。n的值为4或8，表示是按4连通寻找区域，还是8连通寻找，默认为8。 四连通或八连通是图像处理里的基本感念：8连通，是说一个像素，如果和其他像素在上、下、左、右、左上角、左下角、右上角或右下角连接着，则认为他们是联通的；4连通是指，如果像素的位置在其他像素相邻的上、下、左或右，则认为他们是连接着的，连通的，在左上角、左下角、右上角或右下角连接，则不认为他们连通。 2.3 regionprops统计被标记的区域的面积分布，显示区域总数
概述：一、光源 在光纤通信系统中，光源器件可实现从电信号到光信号的转换，是光发射机以及光纤通信系统的核心器件，它的性能直接关系到光纤通信系统的性能和质量指标。光纤通信系统要求光源具有合适的发射波长，处在光纤的低损耗窗口之中；有足够大的输出功率，从而有较长的传输距离；有较窄的发光谱线，可以减少光纤的色散对信号传输质量的影响；易于与光纤耦合，确保更多的光功率进入光纤；易于调制，响应速度要快，调制失真小，带宽大；在室温下能连续工作，可靠性高，寿命至少在10万小时以上。下面简单介绍已广泛应用的两类半导体光源：半导体发光二极管（LED ）和半导体激光二极管（LD ）。 1 发光二极管（LED ） 发光二极管（LED ）是低速、短距离光波通信系统中常用的光源。其寿命很长，受温度影响较小，输出光功率与注入电流的线性关系较好，价格也比较便宜。驱动电路简单，不存在模式噪声等问 题。 发光二极管结构简单，是一个正向偏置的PN 同质结，电子-空穴对在耗尽区辐射复合发光，称为电致发光。发出的部分光耦合进入光纤供传输使用。LED 所发出的光是非相干光，具有较宽的谱宽（30～60nm ）和较大的发射角（≈100°）。 自发辐射产生的功率是由正向偏置电压产生的注入电流提供的，当注入电流为I ，在稳态时，电子-空穴对通过辐射和非辐射复合，其复合率等于载流子注入率I/q ，其中发射电子的复合率决定于内量子效率ηint ，光子产生率为(I ηint/q)，因此LED 内产生的光功率为 ()int int /P w q η= (2.1) 式中，ω 为光量子能量。假定所有发射的光子能量近似相等，并设从LED 逸出的功率占内部产生功率的份额为ηext ，则LED 的发射功率为 ()int int /e ext ext P P w q I ηηη== (2.2) ηext 亦称为外量子效率。由上式可知，LED 发射功率P 和注入电流I 成正比。 发光二极管LED 是光纤通信中的常用 光源，它的发光仅仅是自发辐射，属于非相干光源，其输出光发射角较大，但LED 线性度好，调制时动态范围大，信号失真小，也就是P-I 曲线线性好，其P-I 特性曲线如图2.1所示。 2 激光器（LD ） 图2.1 发光二极管的P —I 特性曲线 15 10 5 0 200 400 电流(mA) 发射功率(m W ) 边发光 面发光
南昌航空大学 科技学院 课程设计说明书 课程设计名称：电子专业课程设计 课程设计题目：光电式报警器 学院名称：南昌航空大学科技学院信息工程系专业：电子信息工程班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20年月日
摘要 随着社会科学技术的迅速发展，报警器的应用非常广泛，在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。光电报警器的使用简单，可靠性高，人们在日常生活中可以将光电报警器广泛的利用在很多领域，来提高自己日常生活的安全度。 本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管显示与报警器报警的功能。其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。整个设计利用了部分数字逻辑电路，能实现在报警过程中同时显示对应路数的功能。且该报警器的设计采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。各单元电路功能结构相对独立，可扩充性强，具有很高的经济利用价值。 关键字：数码显示、光电转换、555定时器、声光报警。
目录 前言 (1) 第一章设计要求与任务 (2) 第二章系统的组成及工作原理 (3) 第三章电路设计 (4) 3.1报警模块 (4) 3.2数字显示模块 (5) 3.3光电转换模块 (6) 第四章实验调试与分析 (7) 结论 (8) 参考文献 (9) 附录一修改后的总设计电路图 (10) 附录二芯片管脚功能图 (11) 附录三元器件清单 (13)
本文由814280946qq贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 摘 要 汽车综合性能检测站是在汽车不解体或不完全解体的前提下，主要对汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性以及噪声、污染排放等状况进行检测，并提供公正的、科学的数据。它是实施在用车辆技术管理的手段。本文主要依据 GB/T17933，汽车综合性能检测站通用技术要求等国家和省标准要求设计的。在设计过程中，我们仔细阅读了有关汽车检测和汽车检测站方面的大量资料，并参考了诸多汽车检测站的设计方案。该设计方案在原有汽车检测站基础上在其平面设计，工位布局，设备选型，计算机控制系统及人员配备等上都提出了自己的见解，并进行了经济效益分析设计目标建立一个新型高效，全面可靠和安全环保的汽车综合性能检测站。关键词：汽车；检测站；综合性能关键词 Abstract The car synthesizes function examination station is with the premise of doing not disintegrate or disintegrating incompletely in the car, mainly examine the automobile’s motive, economic, safety, dependable and the voice of uncomfortable, polluting exhausting waiting condition proceeding, and offer a fairly, scientific data. It is the implementation of technology in vehicle management. In this paper, based on GB/T17933, vehicle performance testing station, such as common technical requirements for national and provincial design standards. In the design process, we carefully read the vehicle detection and vehicle detection of a large number of data points, and taking into account a number of car inspection station design. The original design based on the vehicle inspection station in its graphic design, work place layout， equipment selection, computer control systems and staffing, etc. are put forward their views and analysis of the economic benefits of the establishment of a new type of design objectives efficient, reliable and secure a comprehensive environmental performance of vehicles testing stations have been basically completed. Key words：car；examine to station；synthesizes function 目录第 1 节汽车检测站概述…… 1.1 汽车综合性能检测站主要任务…… 1.2 检测站的分类…… 1.3 检测站的组成……第 2 节汽车检测站的设计要求及容…… 2.1 设计专题…… 2.2 设计纲领…… 2.3 设计任务…… 2.4 设计目的…… 2.5 设计要求…… 2.6 设计容…… 2.7 检测项目…… 2.8 检测车型……第 3 节检测站的工艺流程……第 4 节汽车检测站的工艺设计…… 4.1 年工作日数与工作班数的确定…… 4.1.1 确定年工作日数…… 4.1.2 年工作日数的计算…… 4.2 年度工作量的计算……4.3 工位数的确定…… 4.3.1 安全环保线工位数的计算…… 4.3.2 安全环保线工位数的计算…… 4.4 验算年检能力…… 4.5 人员数量计算…… 4.6 检测设备选择…… 4.7 厂房车间面积计算…… 4.7.1 检测车间面积计算…… 4.7.2 停车区面积计算…… 4.7.3 业务大厅面积计算…… 4.7.4 跑道面积计算…… 4.8 动力计算…… 4.8.1 用水量计算…… 4.8.2 用电量计算……第 5 节检测线的设计…… 5.1 检测线的平面布置示意图…… 5.2 检测线的布置图、各检测线的工艺路线与说明…… 5.2.1 安全环保线布置…… 5.2.2 综合检测线布置…… 5.3 使用经费及效益估算……总结……参考文献…… 第 1 节汽车检测站概述 1.1 汽车综合性能检测站主要任务