第37卷第5期2015年5月舰船科学技术
SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol．37，No．5May ，2015
基于PLC 的船舶安全报警系统设计
蒋向东1
，魏
伟
2
（1．重庆安全技术职业学院信息工程系，重庆404020；2．中国船舶工业综合技术经济研究院，北京100081）
摘
要：
为保证船舶安全航行，船舶一般都配备有安全报警系统。随着计算机技术、网络技术和控制技术的
发展，船舶报警系统向着信息化、网络化和智能化的方向发展。本文结合当前船舶安全报警系统的实际应用需求，以PLC 为核心控制器设计了一套完整的船舶安全报警系统。本文首先对系统硬件和软件的结构和功能进行简单介绍，然后针对基于PLC 的机船安全报警系统各模块的硬件组态、网络组态和控制程序进行了详细的设计，最后完成了安全报警系统人机交互界面的设计。
关键词：船舶；安全报警；PLC ；WINCC 组态系统
中图分类号：
U675．82
文献标识码：
A
文章编号：
1672－7649（2015）05－0204－05
doi ：10.3404/j.issn.1672－7649.2015.05.047
Design of vessels security alert system based on PLC
JIANG Xiang-dong 1，WEI Wei 2
（1．Chongqing Vocational Insitute of Safety Technology ，Department of Information Engineering ，Chongqing 404020，China ；2．China Institute of Marine Technology and Economy ，Beijing 100081，China ）
Abstract ：
In order to ensure the safety navigation of the ship ，ship are generally equipped with a
complete set of security alarm system．With the development of computer technology ，network technology and control technology ，the alarm system is towarding the development of informationization ，networking and intelligent direction．This article combined the current practical application of the ship security alarm system ，designed a complete set of ship security alert system using PLC as the core controller．This article first introduced the structure and function of the system hardware and software ，and then designed each of the module in the hardware configuration ，network configuration and control program of the ship security alarm system based on PLC ，finally completed the design of the man －machine interface of the security alarm system．
Key words ：
vessels ；security alarm ；PLC ；configuring system
收稿日期：2014－12－21；修回日期：2015－01－26
作者简介：蒋向东（1970－），男，硕士，副教授，研究方向为计算机网络技术、信息安全及物联网。
0引言
船舶安全报警系统是非常关键的自动化控制系统，能够保证船舶在安全状态下进行航行。它可以实时并准确地监控船舶上所有机电设备以及整艘船舶装置的运行情况与工作参数，并把监控
结果显示在屏幕上，给船舶驾驶员对动力仪器的实施和管理给予帮助。如果正在工作的设备出现问题，船舱监控报警系统能自动发出声音及光报警信号，而且是把报警信息储存起来。近年，由于科学技术不断进步，新建造的船舶自动化程度非常高，用于监控和报警的控制系统需要让报警
第5期蒋向东：基于PLC的船舶安全报警系统设计
信号传输至驾驶舱、乘客船舱及轮机技术人员的卧室。所以，船舶舱室监控报警系统不仅减少了轮机工作人员的工作量，此外还有效帮助改善轮机管理人员办事的工作效率。由于科技的不断进步，国际标准对船舶自动化的程度有了更苛刻的需求［1］。
目前，国内正在建造或者已经建造的船舶里，绝大多数的船舱监控报警系统由国外企业制造，国内自主开发的系统非常少，因此技术和发达国家有非常大的差距，所以对船舶安全报警系统进行研究非常有价值。
1船舶安全报警系统组成
船舶安全报警系统的监控对象有许多，然而监控对象的一些特性参数主要包含有数字信号以及模拟物理信号。数字量就是有且仅有2种情况的数字，一般可以用开关的通与断进行表示，并且通常以0与1进行描述。在船舶安全报警系统里，数字信号可以表示机电仪器的启动与制动情况，以及正常工作情况与故障情况。模拟信号为持续改变的物理量，此系统里主要包含温度信号、液位信号、压力信号以及转速信号等。一旦模拟信号超过了检测的接线，报警系统会立即进行报警。此外，系统的供电电源必须能够持续供电，一旦主电源发生故障，就需要运行应急电源装置，应急电源可以使用蓄电池组串并联提供的高压进行逆变，也可以由升压电路把蓄电池提供的低压进行升压后再逆变。目前，最常用的应急电源由备用发电机进行供电。
通常情况下，船舶安全报警系统如图1所示。其构成主要包括用于各种仪器或装置的传感器，集中控制室里的关键操控箱以及显示器，船舶驾驶平台、乘客活动场所、轮机长和轮机技术员卧室附属的远程安全报警系、报表打印等。整个系统的控制核心是安全报警控制器，控制器的性能很大程度上决定了安全报警系统的响应速度［2］。
2硬件系统设计
船舶安全报警系统能够保证船舶在海上航行时，不会发生危险事故，保障船舶的安全以及船舱内所
驾驶台
公共场所轮机长大管轮二管轮三管轮
显示单元打印记录
延伸报警
控制单元
主电源
应急电源
安全报警控制器报警器
控制单元
报警器
各种传感器
图1船舶安全报警系统的组成
Fig.1Composition of vessels security alarm system
有工作人员及乘客的人身安全。所以，在设计船舶安全系统的硬件时，硬件系统中各种元器必须严格进行选型，保证其运行的可靠性。综合考虑，此系统的稳定性、快速性以及准确性，本文选择性能比较优越的西门子PLC，型号为S7－300为主控制器，它可以利用传感器对现场参数和设备运行状态进行检测，然后进行状况判断，一旦发生非正常的情况，就立马启动报警。船舶安全报警装置的硬件框架如图2所示。
延伸报
警单元
延伸报
警单元
集控台
显示屏
驾驶台
显示屏
延伸报
警单元
延伸报
警单元
MPI
西门子
S7-300PLC
本地
I/O
Profibus-DP
分布式I/O分布式I/O分布式I/O分布式I/O
各种传感器
图2硬件框架
Fig.2Hardware framework
硬件系统包括传感器信号检测层、控制设备层及人机交互层3个层次。传感器信号检测层的构成包括各种传感器、扩散的I/O接口和本地的I/O接口等，其主要担任检测船舶所有监控对象的物理量，本地的I/O接口可以和传感器进行连接，扩散的I/ O接口经Profibus－DP网络把所有采集到的物理量全部一起传输给PLC控制器。控制设备层由PLC的各种控制模块构成，其担任把所有检测到的物理量传输到中央处理器单元中的任务，然后中央处理器单元再把传递过来的信息进行归类处理，并执行存储操作和报警任务。PLC控制器把分析的结果经过MPI网络传输给集中控制平台上的显示器上以及所
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舰船科学技术第37卷
有远程的信息报警显示，把可视化的数据分析结果反馈给所有操控人员［3］。
模拟传感器位于船舶安全报警系统的最底层，担任检测和监视现场的各种物理量。因为船舶上需要监控的目标物理量有很多种，所以就需要很多种模拟传感器。例如用来监控油温的温度传感器，用来监控冷却水温的温度传感器，用来检测油压的压力传感器，用来监控主发电机中转子速度和位置的传感器，以及用来监控饮用水舱液位和液体货物舱液位的液位传感器。
PLC的供电电源可以把输进来的220V市电进行电源转换后给其他模块提供工作电压。PLC对供电电源有很高要求，比如稳定的隔离性能、短路预防性能以及发生开路后的保护性能，而且必须既要能够用作PLC内部的供电模块，还要能够给负载提供电能。CPU为PLC的中央处理器单元，1个PLC 最少应该包含1个CPU内核。内核的主要组成包括计算中心、控制中心、信息储存中心、数据总线以及控制总线等。一旦内核进行工作，内核按照程序自动执行监控，同时扫描所有输入接口，不停地查看相应的标志位，进行对所有现场信息和通讯中的交换数据进行采样，运行用户设计的软件，并把所有输出寄存器中的状态全部进行刷新操作，实施编程器的输入信号以及显示屏的刷新，对PLC进行自检等。
PLC的存储器有2种，系统存储器用来存放系统程序，用户存储器用来存放用户程序和运行的中间参数。I/O接口与传感器直接相连，并把现场的物理量信息传递进来，PLC把采样的物理量和开关量转换成PLC可以识别的模拟信号和数字信号，PLC对输入信号进行分析和处理后，把数字信号再转换成模拟信号并进行输出。船舶安全报警系统监控需要输入点数和输出点数和需要的I/O接口数量相等，但是PLC能够扩展的最大I/O接口数与PLC 本身的资源配置能力相关。
3软件系统设计
下位机PLC中软件的作用是把船舶上的数字信号以及模拟信号进行采样，然后CPU对这些物理量进行控制，开关信号和模拟信号分开进行分析和处理，对运行状态进行检测并传输给PC机等上位机。一旦装置的工作参数发生变化就立即报警，利用监控报警系统输出的声和光来提醒和故障指示，并且把报警数据在上位机的界面上显示出来。另外，把报警的信息进行归类并分别传输给远程报警系统。软件开发使用模块化的编程思路，把许多功能的子程序放在各个的功能块FB和FC里，然后从组织模块的OB里根据需要调用相应的功能块，采样到的数据和分析处理后的数据依照规定的次序放在PLC的数据块DB里，软件系统如图3所示。
上位机人机交互延伸报警单元
数据处理报警处理声光报警
数据采集
数字量模拟量
图3软件系统
Fig.3Software system
硬件诊断功能可支持快速查看PLC的工作状态以及指示各个模块有没有出现故障，鼠标双击故障模块就能够查看有关这个故障的具体情况，比如故障的原因。数据采集模块首先采集的数字量和模拟量，然后PLC的数据处理子程序对数据进行处理和加工，结果立马传输给上位机上的人机交互界面进行显示［4］。同时，报警处理子程序输出声光报警信号进行报警，用户软件的测试步骤如图4所示。
船舶安全报警系统的主要职责是进行报警指示，报警处理程序流程如图5所示。首先系统进行初始化，然后进入主循环程序，主循环程序不停地判断是否有报警申请。一旦有报警申请后需要继续判断是否已闭锁，如果确实已闭锁，则需要继续判断是否需要延时。如果需要延时，则需要继续判断延时时间是否到了，如果没有到，则需要返回到报警恢复操作。如果不需要延时，下一步是指示灯快速闪烁进行报警，发出报警声，并进行分组报警，同时把故障打印出来。接下来需要检测报警是否消失，如果报警已消失，则报警指示灯需要以很慢的频率
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第5期蒋向东：基于PLC 的船舶安全报警系统设计
用户程序已建立
测试用户程序
切换PLC到在线状态
下载程序和系统数据
调用到测试的程序块
修改变量
修改错误
调试完成
N
Y
已测试并可运行的程序存放在
CPU和编程器件中
图4用户软件的测试步骤
Fig.4Test procedure of user software
进行闪烁，然后对报警的情况进行确认，如果不确认，程序就一直处于等待状态。一旦确认报警之后，就取消之前的报警指示和分组报警，恢复到之前的正常状态。如果报警一直没有消失，则需要判断是否需要报警。通过调用报警判断中断程序来判断哪个故障报警，同时把相应的报警指示灯点亮，直到故障完全消失。当故障消失之后，下一步就需要启动故障排除打印。
柴油机油门的控制采用伺服电机来控制，从而控制阀门的开启度，最终实现对油门的控制。当船舶安全报警系统遇到报警信息时，可以自我修复并解除报警。详细程序的叙述如下：整个程序主要包括触摸屏组态软件部分以及PLC的控制软件部分。触摸屏组态程序的主要任务是对定位系统的运行状态进行实时监控，而PLC程序的工作是负责采集伺服电机的编码器信号，然后伺服驱动器直接负责伺服电机的定位控制。采用PLC 的方向控制脉冲输出端口对伺服控制器的PULS2端口进行伺服电机的方向控制。采用PLC的高速脉冲输出端口对伺服控制器的SIGN2端口进行电机的速度控制，相对位置的脉冲输出程序。要对伺服电机的位置进行实时控制，首先需要进行原点搜索工作，确定原点位置。原点搜索及返回的过程是首先把原点搜索功能继电器设定为1，然后进行运行参数的设置，最后启动OＲG原点搜索任务；当原点接近信号功能继电器置1时，代表原点搜索任务顺利完成。把原点返回功能继电器置1，由软件自动完成原点的返回任务。系统在断电情况下，再次启动必须重新执行原点搜索任务。编码器地址为A272和A273，通过编码器的地址可以查看电机实际运转的圈数，并显示在触摸屏上。
报警处理程序时船舶安全报警装置的软件系统的核心部分，直接影响到整个系统的整体性能。报警处理的关键是采用最优算法，有效缩短了程序的执行时间和系统的工作效率。当系统发生报警后，首先应该断开船舶上相关的机电设备和仪器，然后启动自修复程序。如果修复成功，则接触报警。如果修复不成功，需要调用故障处理程序，一直进行相应的故障报警。值得强调的一点是，即使报警信号已接触，也不能立即置位相应的功能，必须进行一定的时间延时，可以大大增强船舶的安全系统性能。此外，程序的调试基于PLCSIM模块进行［5］。
报警处理程序开始
无报警声响
和报警指示
（正常状态）
+
N
Y
Y
有报警？
已闭锁？
N
N
Y
是否延时？
报警恢复？
Y
N
N
延时时间到？
Y
报警指示快闪，启动报警声
响、分组报警及故障打印
N
N
报警确认？
Y
报警消失？
报警指示慢闪
Y
N
报警确认？
N Y
报警指示灯亮
故障消失？
Y
启动故障排除打印撤销报警指示和分组
报警（恢复正常）
图5报警处理程序流程图
Fig.5Flow chart of alarm processing program
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4人机界面设计
人机界面设计的主要模块是组态软件与运行软件，但是WinCC的工程管理器也为组态软件的关键，它能够对整个工程的信息组态以及系统的设置实施全面掌控。当进行工程开发以及项目组态的时候，利用WinCC工程管理器里的所有编辑器来完成所有工作项。其中，触摸屏的组态界面由系统运行主界面、伺服电机的控制界面、当前转速转速和旋转圈数界面、报警界面以及系统的I/O端口分配界面。
触摸屏的型号选择为欧姆龙公司的NT631/C。它的主控芯片使用高速的32位的ＲISC，并且其内存单元可以方便地进行图像传输，把现场的信息实时显示在人机界面上，并且系统的运行参数可通过触摸屏进行随意修改。此外，通过串口ＲS232，触摸屏还可以实现与PC进行数据交换，实现远程控制，便于轮机长和软件技术人员对船舶的安全信息进行监控。
WinCC的图形编辑器是用来把各种现场物理量监控画面进行组合，当设定好相关控件的特性以及动作后，人机界面将能够显示动态的画面。船舶安全报警系统的人机交互界面需要方便操纵人员操作，清楚并且准确把现场物理量的状况显示出来，人机界面中所有对象的颜色和整体的设计风格应该尽量人性化。
5结语
船舶安全报警系统是船舶上一个重要的系统。船舶一般都配备了一套完整的安全报警系统，对保证船舶的安全航行以及船舶上的人员安全具有重要作用。随着计算机技术、网络技术和控制技术的快速发展，船舶正向着信息化、网络化和智能化的方向发展，船舶安全报警系统各方面的性能指标和要求也越来也高。本文结合当前船舶安全报警系统的实际应用需求，以PLC为核心控制器设计了一套完整的船舶安全报警系统，可以满足船舶安全报警需求。
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一、引言 在当今社会，经济迅速的发展着，人们的生活水平和自身素质也在不断的提高。在这样一个快的时代，自动化系统能带给人们很大的帮助。人们不断去尝试各种新兴产品，希望能够进一步简化我们的生活模式。即使安全问题一直在被改善，仍然还有不少不法分子存在。许多小区不但有专门的治安管理团队，更是引进了自动化报警器进行多重防护。可是在市场上我们看到，大部分报警装置都有着昂贵的价格，像是专门适用于一些高档场所，但是家家户户都需要保证自身及财产安全，若是能设计出一种针对普通家庭用户，并且性能优、适用简易、持久耐用的报警器，一定会是全社会的福音。因为人的肉眼是看不见红外线光的，安装在一个隐蔽的地方，秘密进行工作，该设备就可以在不法分子不发觉的情况下完成检测报警。 图1硬件电路总框图 在硬件部分的设计中包含如下部分：由红外传感器等组成的控制电路部分、51系列的单片机以及报警电路部分。其设计原理如上图1。
本设计以STC89C52单片机作为信号处理器，以C语言编程。红外探头在监控范围内收集信号并送至处理器中。在单片机内部处理过后，向报警电路发送控制信号，驱动蜂鸣器、LED灯等进行入侵报警。总电路原理图如下图2所示： 图2总电路原理图 1.元器件清单 2.信号采集处理模块 图3信号处理模块 感应器接收信号后，信号由2号管脚传入，经一系列放大筛选后，以最终信号启动定时器改变其延时周期并送至单片机内处理。这个电路中多个电容起到定时器的辅助作用。如图3中的1 位，这种状态才可以解除。 （2）单片机部分 1.单片机系统图 4V～5.5V,故通常接入5伏的直流电源中。电源的 20脚，VSS上。 出，以备单片机在启动的过程中出现错误，正常进入工作状态。若启动时发现程序出错，或是受到外界干扰，这时便可以启动复位电路重启程序。复位可由自动和手动两种方式启用。为了方便展示本设计，这里选择外接一个复位键。如是电路中的电位不够高，加上一个上拉电阻即可。 时钟电路在本报警系统中也起着至关重要的作用，它就好像是单片机中的主动脉直接掌握着单片机运行的起停节奏。它也有另外一个名字叫做振荡电路。时钟电路工作时将一个正弦波信号送至单片机内，这个信号的相关数值十分关键，单片机运行时的速度直接由它决定。其中，该单片机内部的反向输入为XTAL1，反向输出为XTAL2，这样具有反向放大功能的电路可配置成片内振荡器。若是想要使用外部的时钟源，来驱动其他元器件，应该跳过反向输出端不接。一
船舶报警信号系统 2009-07-21 08:30:07| 分类：自动化阅读913 评论0 字号：大中小订阅 第一章船舶报警信号系统 学习目标 知识目标 1，能掌握通用警报装置的作用、组成及控制方式和其他警报装置的用途。 2．能正确描述火警报警系统种类、特点、结构及各部分的功能。 3．能准确掌握火警探测回路的选择原则、各组成元件的工作原理、特点及适用场所。 4．能正确描述逻辑回路主机火警系统面板上各元件的作用。 5．能简单描述微型计算机主机火警报警系统的操作方法及功能测试。 6．能简单描述船舶灭火系统的种类、结构和工作原理。 能力目标 1．学会对火警报警系统的各种探头进行选择、测试和故障分析。 2．学会进行逻辑回路主机火警报警系统的应答操作、调试和故障排查。 船舶报警信号系统用来担负其所指定的任务，如在船舶操纵系统传送操车指令和回答命令时，发出引起人们警觉的音响和灯光信号；在船舶发生失火、失事等紧急状态时，及时发出报警和施救信号；在各种机器、设备出现故障时，及时发出自动报警信号以及船上有关工作部位的简单联络信号等，它是一种保证船舶正确驾驶和安全航行的通信工具。 船舶报警信号系统的信号形式有音响式、灯光式和音响灯光组合式，可根据不同工作环境和不同规范要求来选用。 现代船舶报警信号系统可分为：警报装置、火警报警系统、冷藏货舱抽烟报警装置等，它们各自由不同的电路组成，组成整个船舶的报警信号系统。 第一节警报装置 警报装置是通过具有较强声响的警笛及信号灯或带信号灯的警笛发出声光报警信号，来完成船舶上有关部位之间专用的指挥或报警通信的装置。 目前，船上广泛应用的警报装置根据船舶使用要求，可设计成单向报警(对方不发出回答信号)和双向报警(对方能发出回答信号)。按其用途又可分为通用警报装置和其他警报装置两类。 一、通用警报装置 通用警报装置又称紧急集合警报，是在船舶发生重大海损事故或发生火灾等紧急情况下，对全体船员和旅客发布紧急总动员和集合的报警系统。通用警报由关闭器、警钟、警灯、接线盒等组成。关闭器是通用警报的控制器，通常安装在驾驶室内，控制器旁需有指示警报装置正 第1页
本科毕业论文（设计） 题目多功能防盗报警器的设计与实现指导教师职称 学生姓名学号 专业班级 院（系） 完成时间2014年4月20日
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传感器课程设计 家庭报警防盗报警系统设计 2016年6月 目录 一.设计要求 传感器的简介 报警系统发展的背景 设计的目的、意义 报警系统的发展趋势 设计应解决的问题 二.设计内容 设计原理 设计的相关技术 实物的简介 三.硬件电路的设计 主机电路设计 用户端传感器设计 蜂鸣器电路的设计 电源电路设计 四．软件设计 程序语言设计 报警装置的程序设计 五．结论 六．参考文献 附录 附录1 附录2 附录3 附录4
一．设计要求 传感器的简介 传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。 在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 目前，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 报警系统发展的背景 随着社会经济水平加速发展，人民生活状况也越来越好，于是大家就对住宅功能的要求有所提高，在有一个舒适，温暖的家的同时，还想有更多的功能，更安全的环境。但是，凡事有利必有弊，经济发展得快，也产生了一些负面影响，贫富差距开始扩大，流动人口也越来越多，盗窃，抢劫的案件也有所增加。这时，人们开始迫切需要一种能自动监控、自动报警的“电子保安”，对家庭安全进行保护。这样人们才既可以专心工作的，也可以避免损失。 早期的防盗报警器主要用于室内，随着报警技术的不断发展和完善，现在人们已研制出多种可用于室外做周界防范的报警器。如主动红外报警器、激光报警器、微波墙报警器、电场感应报警器、驻极体电缆报警器、泄漏电缆报器等等。它们各有特点，适合不同环境条件下采用，对防范场所的周界起报警探测作用。目前应用最多的是微波/被动红外双技术报警器。近年来报警领域里的一项最大成果是数字视频报警器的研制成功，数字视频报警器是随着数字电路技术、计算机技术和电视技术的发展而出现的一种新式报警器，它集电视监视与报警技术于一体，具有监视、报警、复核和图像记录取证多种功能，是当前一种最为先进的报警器。例如红外线是一种不可见光，有极强的隐蔽性和保密性，因此在安全警报等安全设备上得到广泛使用。大多数红外报警系统采用国外先进的技术，它的功能也非常先进。包括被动式热释电红外报警，也是本文研究的产品。 本设计的目的、意义 报警器在现实生活中应用非常的广泛，家庭防盗，汽车安全防盗，企业内部安全保障，特别是金融行业等。一般传统式的报警器采用机械式的，如压电式报警器，当有入侵者将压力施加与压电传感器时，机械能在压电传感器中转化为电能，通过放大电路，
红外线防盗报警器课程设计报告 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) 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 :插面包板调试电路时间 第18周: 安排 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 目录
第一节起草应急反应计划的知识 应急反应计划的编制指南： ISM规则A部分第八节要求“对于船上可能出现的紧急情况，公司应建立标识、描述和反应程序，制定应急训练和演习计划……”。这就要求船公司必须对船上的所有紧急情况进行标识、描述，并制定应急反应计划或预案。船舶的紧急情况大致可分为4类23种。如果针对上述每一种可能发生紧急情况，都制定诸多不同类型的紧急情况的应变行动的准备，则会造成大量的重复。为了协调船舶应急计划的编制结构，由国际海事组织（IMO）海上安全委员会（MSC）制订了《船上紧急情况应急计划整体系统构成指南》（简称《指南》），并于1997年11月27日通过了IMOA．852（20）号决议。该《指南》提供了制定公司和船上人员对紧急情况做出有效反应的程序的框架。其目的是：利用整体系统的构成帮助公司将规则要求转化成行动要求；将有关船上的紧急情况融合进这一系统中；帮助编制协调的应急计划，使船上人员接受，并在紧急情况下更能得到正确应用；为取得一致，鼓励各国政府采用整体系统的结构制定各种船上应急计划。 第二节船舶应变部署表 船舶应变部署表、应变须知和油污应急部署表及演习： 1．船舶应变部署表 （1）我国规定200 GT及以上的中国籍船舶应配备由我国海事局认可的统一印制的货船或客船应急部署表。 （2）应急部署表由三副根据大副的部署意图负责具体的编制工作，经大副审核、船长批准签字后施行。应急部署表应张贴在驾驶室、机舱、餐厅、主要走廊及其他船员集合的场所。 （3）应急部署表应在船舶出航前制定，制定后，如船员有变动应修订或制定新表。 （4）应急部署表应包括的内容：列明通用紧急报警的信号，规定弃船命令如何发出及发出警报时船员、乘客应采取的行动；规定由指定的驾驶员负责保证维护救生、消防设备并使其处于完好和立即可用状态；指明关键人员受伤后的替换者，要考虑到不同的应急情况要求不同的行动；标明分配给不同船员的任务，客船的应急部署表还应标明分派给船员与乘客有关的各项任务。 2．应变须知 （1）船舶应急按性质可分为：消防、救生、堵漏和油污应急4种。各类应急的报警信号如下： 消防：由警铃或汽笛发出连续短声，持续1分钟后，另加火灾部位指示信号：一短声表示在船前部；二短声表示在船中部；三短声表示在船后部；四短声表示在机舱；五短声表示在上层建筑。 救生人落水：由警铃或汽笛连续发出三长声，持续1分钟； 弃船：由警铃或汽笛连续发出七短一长声，持续1分钟； 堵漏：由警铃或汽笛连续发出二长一短声，持续1分钟； 油污：应发出本船《油污应急计划》中规定的信号，我国船舶大都采用一短二长一短声的报警信号。各类应急情况的警报解除信号为一长声（持续4～6秒钟）或口头宣布。 （2）船长是各类应急情况的总指挥，其替代人是大副；大副是各类应急情
毕业设计开题报告 学生姓名：学号： 学院、系： 专业：通信工程 设计题目：基于单片机防盗报警系统的设计 指导教师: 2012 年3月9日
毕业设计开题报告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 一、本课题的研究背景及意义 单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。 红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。 通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点。 二、本课题国内外研究现状 1.国内研究现状 国内的报警器基本都是以超声波、红外发射／接收以及微波等技术为基础。从单一封闭式、被动型安全防范模式向多元化、综合化、电控化以及红外报警处理方向发展。防盗报警产品的发展趋势，产品技术将在数字化、无线化、集成化核心前提下力求突破[2]。而在应用市场上，将朝更细化的方向前进，成长最快的住宅小区应用为例，有厂商表示，专为住宅小区设计的定向幕帘式和防宠物探测器，成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统，以及小区智能化安防和报警集成系统产品都将是亮点。 2.国外研究现状 国外的红外报警器大多数都是采用先进技术，其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器，红外监控无线报警器，超声波防盗报警器，红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式防盗报警器等等。目前国际上应用最多的是主动红外对射总
第37卷第5期2015年5月舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol．37，No．5May ，2015 基于PLC 的船舶安全报警系统设计 蒋向东1 ，魏 伟 2 （1．重庆安全技术职业学院信息工程系，重庆404020；2．中国船舶工业综合技术经济研究院，北京100081） 摘 要： 为保证船舶安全航行，船舶一般都配备有安全报警系统。随着计算机技术、网络技术和控制技术的 发展，船舶报警系统向着信息化、网络化和智能化的方向发展。本文结合当前船舶安全报警系统的实际应用需求，以PLC 为核心控制器设计了一套完整的船舶安全报警系统。本文首先对系统硬件和软件的结构和功能进行简单介绍，然后针对基于PLC 的机船安全报警系统各模块的硬件组态、网络组态和控制程序进行了详细的设计，最后完成了安全报警系统人机交互界面的设计。 关键词：船舶；安全报警；PLC ；WINCC 组态系统 中图分类号： U675．82 文献标识码： A 文章编号： 1672－7649（2015）05－0204－05 doi ：10.3404/j.issn.1672－7649.2015.05.047 Design of vessels security alert system based on PLC JIANG Xiang-dong 1，WEI Wei 2 （1．Chongqing Vocational Insitute of Safety Technology ，Department of Information Engineering ，Chongqing 404020，China ；2．China Institute of Marine Technology and Economy ，Beijing 100081，China ） Abstract ： In order to ensure the safety navigation of the ship ，ship are generally equipped with a complete set of security alarm system．With the development of computer technology ，network technology and control technology ，the alarm system is towarding the development of informationization ，networking and intelligent direction．This article combined the current practical application of the ship security alarm system ，designed a complete set of ship security alert system using PLC as the core controller．This article first introduced the structure and function of the system hardware and software ，and then designed each of the module in the hardware configuration ，network configuration and control program of the ship security alarm system based on PLC ，finally completed the design of the man －machine interface of the security alarm system． Key words ： vessels ；security alarm ；PLC ；configuring system 收稿日期：2014－12－21；修回日期：2015－01－26 作者简介：蒋向东（1970－），男，硕士，副教授，研究方向为计算机网络技术、信息安全及物联网。 0引言 船舶安全报警系统是非常关键的自动化控制系统，能够保证船舶在安全状态下进行航行。它可以实时并准确地监控船舶上所有机电设备以及整艘船舶装置的运行情况与工作参数，并把监控 结果显示在屏幕上，给船舶驾驶员对动力仪器的实施和管理给予帮助。如果正在工作的设备出现问题，船舱监控报警系统能自动发出声音及光报警信号，而且是把报警信息储存起来。近年，由于科学技术不断进步，新建造的船舶自动化程度非常高，用于监控和报警的控制系统需要让报警
家庭防火放盗报警器
目录 摘要 (3) Abstract (4) 第一章家庭防火防盗报警器的总体设计 (5) 1.1问题的引出 (5) 1.2适用范围 (5) 1.3方案的论证与比较 (5) 1.3.1防盗功能的部分 (5) 1.3.2防火功能部分 (6) 第二章家庭防火防盗报警器单元模块设计 (6) 2.1人体感应信号输入及单稳态触发器的设计 (6) 2.2单稳延时电路的设计 (7) 2.3多谐振荡器及输出电路的设计 (8) 2.4烟雾检测器设计 (9) 第三章家庭防火防盗报警器的仿真分析 (9) 3.1单稳态触发器的仿真分析 (9) 3.2单稳态延时电路的仿真分析 (11) 3.3多谐振荡器的仿真分析 (13) 3.4烟雾检测器的仿真分析 (14) 总结 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17) 附录一家庭防火防盗报警器的总体电路图 (18) 附录二家庭防火防盗报警器电路元件明细表 (19)
摘要 家庭防火防盗报警器主要由金属片、单稳态触发器、单稳态延时电路、气敏传感器和多谐振荡器五部分构成。它主要利用555电路可组成单稳态触发器、单稳延时电路、多谐振荡器，达到对人体的感应信号的使IC1触发置位，IC2的延时和触发IC3多谐振荡器，发出报警音响。同时还设计了一个QM-N5气敏传感器 与W1等组成烟雾检测器，控制可燃气体或烟雾超过一定的浓度使IC3起振，发出音响报警信号。运用protel se99软件绘制了单元电路和总体电路图；借助Multisim2001和Proteus 仿真软件对电路进行了仿真虚拟实验。 关键词防火防盗报警器
Abstract The family fire protection burglar alarm mainly by the tinsel, the monostable trigger, the monostable delay circuit, the gas sensor and the multivibrator five parts constitutes.It mainly uses 555 electric circuits to be possible to compose the monostable trigger, the list steady delay circuit, the multivibrator, achieved causes IC1 to the human body induction signal to trigger sets at the position, the IC2 time delay and triggers the IC3 multivibrator, sends out reports to the police the sound.Simultaneously has also designed QM-N5 composition smog detectors and so on gas sensor and W1, the control flammable gas or the smog surpasses certain density to cause the IC3 starting of oscillation, sends out the audible alarm signal.Software has drawn up the unit electric circuit and the overall circuit diagram using protel the se99; Has carried on the simulation hypothesized experiment with the aid of Multisim2001 and the Proteus simulation software to the electric circuit. Key word fire protection burglar alarm
智能应急报警系统 一、系统概述 本系统是用于干警、武警发现监所内部不同的监视区域发生罪犯人员暴狱、冲监、劫持人质、脱逃、自杀等重大突发事件时，通过邻近设置的应急报警按钮及时向监所总控中心或者武警分控中心发出强声警报及显示报警位置。报警可以在总控中心的多媒体电脑上（电子地图）或武警分控中心多媒体电脑上（电子地图）上显示该区准确的报警点，同时报警以声、光的形式输出相应的报警信号，使值班人员能即时、准确地掌握警情，及时按照紧急预案调动人员进行应急处理。 系统与闭路电视监控系统、出入口控制系统等实现联动，当有报警发生时，总控中心的主显示器自动弹出报警地点的现场图像，系统的电子地图清楚显示事发地点，数字硬盘录像机自动记录报警图像，自动关闭或者启动某个门禁，或者提高围墙电网的打击强度等等，来保证监所的安全，及时控制整个事态发展。二、系统设计原则 结合本公司积累的监所智能化监管控制系统的设计及施工经验，以XXX监所的实际情况，本方案提出的智能应急报警系统是一个整体设计、分布实施，符合二十一世纪监所建设标准和考虑未来发展的综合应急报警系统。本方案体现了以下原则： 1、合理性 方案设计和图纸符合国家、行业的有关规定和公安部门有关安全技术防范要求。 2、实用性 系统设计符合监所监管工作要求和工作流程，系统操作简单、方便，适合非计算机专业人员操作。本次设计的应急报警系统不仅能在控制中心知道事发地点，并且监所的各个显要位置都能显示具体报警地点，在第一时间通知全体干警
或者武警。系统中利用现代通信技术，实现了设备间的通信和集中控制；在联动上实现了与视频监控系统间的无缝视、音频同步；在控制上利用网络技术、光传输技术，实现对整个系统的控制和通信，降低了系统成本，便于工程的布线安装。 3、技术先进、成熟性 在本设计方案中，所选产品是在国内外工程建设中被广泛采用的产品，以保证产品的成熟性；并且保证本系统产品在几年内在国内外都处于相对领先地位。 4、可扩展性 本系统为相对开放的系统，产品具有RS232\485标准接口或增加TIP/CP，并提供多种标准通讯协议，以满足系统功能扩充、设备替换和维护、远程调用的需要，确保系统的高效可靠运行。根据未来发展需要，对硬件扩容、系统升级都可平滑过渡。 三、系统总体功能及特点 本系统分为2个防区： 监所防区：包括监所内的走廊、巡视道、公共区域。 武警防区：包括武警楼、武警哨卫、监所围墙。 监所防区 在总控中心设置网络管理平台、各分监区值班室设置报警主机，在监所的走廊、巡视道、公共区域等重要位置设置报警点。总控中心、报警点的各个具体功能如下： 总控中心： 自动检测报警点的工作状态。 报警发生时，根据预案，按照不同警情触发不同的报警，并提供不同的报警声音。 具有广播功能，可向各区域的LED显示屏发布警情。 与CCTV系统集成，分区式多层电子地图显示位置及状态，报警自动弹出地图，识别报警区域。 采用总线制结构方式，易于扩展，施工方便。
室内防盗报警器电路设计 前言 随着科学技术的迅速发展,数字电子技术的概念和分析方法已经渗透并应用许 多种不同的领域中。但,随着科学技术的发展,盗窃团伙的犯案手法也变得层出不穷。他们不是一个落后的团伙,他们也得利用高科技犯案。因而侦破盗窃案,成了公安机关的一大难题。防止盗窃犯罪的发生,不仅是公安机关的责任,普通公民也应该保管看护好自己的财物,以免盗贼有机可乘。特别是那些无人看管的财物,更是为贼人提供了“优异”的作案环境。因而在家中安装防盗报警系统,是预防被盗的有效方法。 当家中无人的时候,家中的贵重物品便成了主心中的“牵挂”。为了更加安心 地出门,在家中安装防盗报警器是最直接的方法。出门前,启动报警器,当有人非法进入内时,触动了早已装置的报警器。报警器,便会制造声响,以吓走盗贼或引起邻居的注意,做到防盗的目的。 但同样令主人头痛的就是,市面上有着各种各样的报警器,选择,是一件难事情,担心这样那样的事情。还有就是它们的性价问题…… 通过自行动手,翻阅资料,本人设计了任务要求的具有“记忆”性的红外线家庭防盗声光报警器。在思考和设计过程中,我由浅入深,从认识器件开始到自行改装和设计电路,加深了对所学知识的认识和了解,增长了见识,提高了能力, the provisions of Hunan province safety production supervision and management responsibilities > (Hunan Zhengban made 2013 No. 4), resolutely implement the safety production of the party with responsibility, a pair of responsibility. "Two is issued safety production administration and inspection to promote the responsibilities
目录 一．设计任务书 (2) 二．概述和方案设计 (3) 三．系统的硬件设计 (5) 3.1 时钟电路的设计 (5) 3.2复位电路的设计 (6) 3.3输入电路的设计 (8) 3.4输出电路的设计 (11) 3.5扩展电路的设计 (14) 3.6中断系统的设计.................................15. 3.7元件明细表 (16) 四．系统的软件设计 (17) 4.1系统流程图 (19) 4.2系统的程序设计 (21) 4.3中断服务程序的设计 (22) 五．总结 (23) 六．参考资料 (24)
一．毕业设计任务书 一、设计题目： 单片机防盗报警系统 二、设计要求： 利用8031单片机，该系统能对八个检测点自动进行检测，一旦出现盗情，能自动进行声光报警，并模拟LED显示被盗地点。 三、设计任务： 1．设计硬件电路，画出电路原理图； 2. 设计软件，编制程序，画出程序流程图； 3．调试程序，写出源程序代码； 4．写出详细毕业设计说明书（10000字以上），要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要元器件的一些参数，并选择元器件。 5．个人总结。 四、参考资料： 二．概述和方案设计 2．1．单片机的概述 近来随着科技的飞速发展，单片机的应用在不断的深入发展，同时带动传统控制领域的快速更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往做为一个核心部件来使用，根据具体硬件结构以及具体应用对象的特点，与软件相结合，加以完善。单片机之所以在检测和控制中有大量的应用，就在于它有独特的中断、定时功能和很强的灵活性 2．2单片机的系统简介 1．单片机硬件系统 前面已经介绍过，单片机就是将CPU、存储器、I/O接口和总线制成的超大规模集成电路。 （1）中央处理器CPU 8031中央处理器由运算器、控制器和控制逻辑单元组成，其中还包括中断系统与部分特殊功能寄存器。 1．运算器
目录 1 绪论 (1) 1.1发展概况与设计背景 (1) 1.2本设计概述 (2) 2总体设计方案........................................................... . (3) 2.1方案选择论证....................................................... . (3) 2.2主控芯片单片机的选择....................................... . (3) 2.2.1 AT89C51的主要性能 (4) 2.2.2 AT89C51的引脚结构 (5) 2.3传感器的选择 (6) 2.3.1传感器的红外辐射与红外探测的原理结构 (7) 2.3.2红外测温原理 (7) 2.3.3热释红外传感器的结构 (8) 2.3.4 菲涅尔透镜 (10) 2.4热释电红外传感器控制电路芯片的选择 (11) 3 系统硬件设计 (13) 3.1低频带通放大电路 (13) 3.2电压比较整形电路 (14) 3.2.1双限电压比较器的工作原理 (14) 3.3报警电路 (15) 3.4灯光警示电路 (16) 3.5状态显示电路 (17) 3.6供电电源电路 (17) 3.7单片机最小系统 (18) 4 系统软件 (19) 4.1主程序流程图 (19) 4.2中断函数流程图 (20) 5结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录一：系统电路图 (24) 附录二：系统程序 (25)
1 绪论 1.1发展概况与设计背景 随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，人们私有财产也不断地增多，因而也对防盗措施提出了新的要求。 从现代人们住宅发展的趋势来看，现代人们住宅主要是向群体花园式住宅区发展，向高空中发展，一般都是一个住宅区有几栋至几十栋以上，但目前市面上所拥有的家庭电子防盗报警器，只能用于单一的住宅单元，不利于统一管理，而且也不能满足现代住宅区的发展要求，所以很有必要对家庭电子防盗报警器进一步完善和提高。 本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。它在以前的防盗器基础上进行了很大的改进，不但可以用于单一的住宅区，也可以规模用于比较大规模住宅区的防盗系统，它的工作性能好，不易出现不报和误报现象，安全可靠。不仅如此，它使用了单片机做信号处理器，这样有利于与计算机相连接，利用计算机统一管理，使整个小区的住户基本情况、资料等在计算机内存储起来，方便来访人的查询和保安人员的统一管理。 目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点：（一）压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，主人在家走动时，都很容易失报和误报，其可靠性低。（二）开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠。（三）遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时如果由于风吹窗帘的摆动等遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。再者，就闭路监控电路防盗系统而言：它的安装线路复杂，而且技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用。 1.2本设计概述 综合以上报警器的不足，本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后利于跟PC机通信，便于多用户统一管理。
毕业设计(论文)报告 题目名称：家庭防盗报警系统设计 学生姓名：学号： 二级学院（系）/专业：能源与电气工程学院/楼宇智能化 班级：楼宇1313 指导教师： 2016年 5 月 17 日
摘要 21世纪的今天，科技日新月异，互联网信息技术迅速发展以及人们的物质生活水平大大提高，人们不仅仅对衣食行的要求提高，更是对住的要求更加提高，一个好的居住环境，能够让人们放松心情，释放压力更是对生活的一种高品质追求。与此同时，随着人们的保护意识不断提高，人们更加看重自身的财产安全。由此，家庭防盗报警系统而诞生。 本课题设计了家庭防盗报警系统，由家庭防盗报警主机，各种不同环境所使用的探测器，来满足人们对日常生活防盗的需求，使其生活更加愉悦，轻松。本设计选用现有的设备，为家庭设计合理的防盗措施，保证人们自身的财产安全。 关键词：防盗报警系统设计；红外报警系统
ABSTRACT 21 century, advances in technology, the Internet and the rapid development of information technology, people's living standards greatly improved, people not only for food and clothing line requirements increase, it is the requirement to live more improved, a good living environment that enables people to relax, release stress is a high quality of life pursuit. Meanwhile, with the continuous improvement of people's awareness of protection, people are more valued their property. Thus, the home security alarm system was born. This topic is designed home burglar alarm system, burglar alarm host a family, a variety of different environments detector used to meet the demand for security of daily life, making life more enjoyable and relaxed. The design uses existing equipment, designed for the home security measures, to ensure that people own property. Keywords: anti-theft alarm system, infrared alarm system