臺灣博碩士論文加值系統

本論文提出一個結合多種感測器的緊急照明設備，透過感測器可以讓緊急照明設備達到監控環境危險因素的附加功能，而緊急照明本身可以當作輔助照明設備的功能，讓緊急照明設備達到多功能的特點，不僅提高了設備的使用率也達到現在的消費模式下多合一的訴求。
緊急照明設備中使用了兩種架構，分別達到對電池充電與照明的功能。電池充電的架構採用的是雙開關的順向式架構，搭配三階段充電的控制在市電正常時對電池進行充電；照明電路的架構採用的是改良式升壓/返馳式轉換器及倍壓電路，照明電路的輸出會接到Relay上，當外部電力停止或開燈訊號供給時，即點亮LED燈。感測器有煙霧感測、瓦斯感測、一氧化碳感測等三項，隨時經由單晶片監控環境中的可燃氣體與一氧化碳數值，當數值過高會立即透過廣播系統提出警告，同時在液晶螢幕上顯示數據異常的氣體。
本緊急照明設備先透過燒機測試功能穩定度後，再到實際現場工作三個月對電路整體穩定度測試，測試後功能皆為正常，證明本緊急照明設備穩定且能適應台灣的高溫工作環境。

This thesis proposes an emergency lighting device (ELD) that combines multiple sensors. Through these sensors, the emergency lighting device can achieve the additional function of monitoring environmental risk factors, and the emergency lighting itself can be used as a function of the auxiliary lighting device. The versatility features not only improve the utilization rate of the equipment but also the appeal of all-in-one in the current consumption mode.
Two topologies are used in emergency lighting to achieve battery charging and lighting. A dual-forward topology is used to charge the battery with three-stage charging control when the AC power is normal, while an improved boost-flyback converter is used to drive LED lighting. The output of the lighting circuit is connected to the relay. When the utility is failed or the lighting signal is generated, the LED is turned on. In addition, these sensors have three functions: smoke sensing, gas sensing, and carbon monoxide sensing. The flammable gas and carbon monoxide values in the environment are monitored at any time by a microcontroller. When the value is too high, the alert will be immediately triggered through the broadcasting system. A gas with abnormal data is displayed on the screen.
The stability of the ELD was firstly burned testing in the thesis, and then it was installed to the actual system for three months, which can be verified the proposed ELD possessed high feasibility and practicability from the online testing.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1. 研究動機與目的 3
1.2. 論文大綱 4
第二章 文獻探討 5
2.1. 安全系統的發展 5
2.2. 緊急照明設備 7
2.3. 電池充電控制的發展 11
第三章 硬體裝置介紹 17
3.1. 系統架構 17
3.2. 電路架構簡介 19
3.3. 操作原理 21
3.3.1. 電池充電電路 21
3.3.2. LED照明電路 28
3.3.3. 電壓增益比 33
3.4 周邊電路與硬體 37
3.4.1 光耦合開關驅動電路[15] 37
3.4.2 電壓保護電路 38
3.4.3 電壓偵測電路 39
3.4.4 電流取樣電路[16] 39
3.4.5 脈衝變壓器電路 40
3.4.6 輔助電源電路[17] 41
3.4.7 短路保護電路 42
3.4.8 繼電器控制電路 42
3.4.9 電池 43
3.4.10 LED崁燈 43
第四章 系統架構及實作方法 44
4.1. 單晶片介紹[18] 44
4.2. 感測器介紹 45
4.2.1. MQ-2煙霧氣體感測器[19] 45
4.2.2. MQ-5可燃氣體感測器[19] 46
4.2.3. MQ-7一氧化碳感測器[19] 46
4.3. 軟體設計介紹 47
4.3.1. 主程式流程 47
4.3.2. 偵測充電控制程式流程 48
4.3.3. 定電流模式流程 49
4.3.4. 定電壓模式流程 50
4.3.5. 浮充模式流程 51
4.3.6. 感測器接收流程 53
4.3.7. 警示副程式流程 54
第五章 電路模擬與實作結果測試 55
5.1. 規格與零件選用 55
5.2. 電路模擬結果 56
5.3. 電路實測結果 60
第六章 結論與未來研究方向 68
6.1 結論 68
6.2 未來研究方向 68
參考文獻 70

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