章电机控制系统由于中型或大型的工业电动机价格昂贵，体积重量较大，在这我们用小直流电动机模拟的其工作原理。是价格实惠驱动简单小直流电动机，再选用达林顿反向驱动器作为驱动芯片，其工作电压高，工作电流大，灌电流能达到，并且在关断状态能承受的电压，采用作控制芯片，来完成对电机控制。其电路如图所示图电机控制电路第六章虚拟仪器程序设计介绍上位机编程采用的是公司的图形化编程软件。是种图形化的编程语言，使用这种语言编程时，基本上不用写程序代码，取而代之的是程序框图。是个面向最终用户的工具，它可以增强用户构建自己的工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径，使用它进行原理研究设计测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。是通过图形符号来描述程序的行为，它消除了令人烦恼的语法规则，减轻了用户编程的负担，提高了效率，其特点如下编程简单，不需要记忆编程语言，只要通过交互式图形前面板进行系统控制和结果显示，再通过程序框图进行功能模块的组合操作来指定各种功能，即可完成软件编程。开发周期短，只需通过交互式图形前面板进行系统控制和结果显示，可省去硬件面板的制作。高效性，这主要是以软件做保证。开放性，可根据实际情况进行更新扩展，发展迅速。自定义性，工程师可以在非常广泛的测量和控制应用中自定义芯片级硬件功能。性价比高，能机多用。的应用与组建。实现了数据的接收发送与显示。为了节省成本，我们选择了小直流电动机来代替工业用的电动机，用来控制所需要控制的控制对象。实现了传感器节点与电脑进行实施的现实与控制，这其中包括瓦斯传感器模块温度和湿度传感器模块风速传感器模块工业总线接口的设计。由于煤矿监控系统要监控的参数较多，本设计选用了彩屏，显示也更加美观。通过软件编程实现了瓦斯浓度温度湿度风速采集与显示，且能通过数据对比实现电机的自动控制。通过实验结果表明本系统能过很好的采集到瓦斯浓度温度湿度风速和氧化碳浓度，并且超过设定的温度的上下限值，就能自动产生报警，电机产生相应的动作。并且能采集到的数据能通过传给上位机，实现远程实时监控，满足安全监控的要求。本系统可移植性较好，只要更换传感器探头即可实现系统的应用创新。可以用在智能家居汽车电子等方面。但由于时间和能力有限本系统研究过程中必有所疏漏和欠缺，还存在些需要改进和优化的地方。因此还有以下几个方面的工作有待进步的开展由于时间的原因，还没来得及对无线模块的调试。由于条件和能力的限制，气压模块没有做成功，系统电路板做的也不是很完美，对有些电路板采样参数也没校准。瓦斯传感器模块可以进行固定安装实现定点的瓦斯浓度检测，也可以制作成手持设备，实现瓦市浓度的流动性检测。使整个煤矿安全检测系统更为可靠。总之还有许多要改进和完善的地方，待以后进步的研究和解决。主界面介绍主界面如图所示图主界面左边为个子界面，分别包括开启界面温度子系统界面，湿度子系统界面，风速子系统界面等。点击按钮可以进入对应子系统界面。右边个为控制按钮，可以实现在监控界面对矿井现场的操控。例如按下电机正转，电机立即正转。其他按钮功能也样。当然该监控程序还可对现场故障做出及时响应，实现实时的过程自动化。比如当煤矿环境中温度过高，则该上位机能立即发出响应，让蜂鸣器实现高温报警，同时还可以是电机正转，当环境温度恢复正常时，蜂鸣器停止报警，电机停转。当然还针对其他故障的动作，这里不做详细介绍。子界面介绍当我们单击主界面的温度子系统按钮时，进入相对应的子界面，如图所示。从图可以看出，该子界面设计了波形图表显示，包括实时曲线显示和历史曲线显示上面是历史曲线，下面是实时曲线。参数设定包括端口实现串口的选择，温度上下限设定等。指示控件温度计，高低温报警指示灯等。其他子系统与以上述温度子系统相似，这里也不再详加叙述。此外，综合各方面因素，该监控系统只对温度子系统做了过程自动控制，即当温度过高时，会发出响应，让电机正转，蜂鸣器发出高温报警当温度值处于上下限之间时，电机不动作，蜂鸣器停止报警当温度低于所设置的下限值时，电机反转，蜂鸣器发出低温报警。鉴于各方面条件考虑，我们所选择的对象只是电机和蜂鸣器，其实像继电器，各种开关，交流电机等多种对象，只要加上相对应的设备，均可以控制。图温度子界面结论与展望目前国内煤矿监控系统还不够完善，煤矿安全事故也时常发生。针对这种情况，本文设计了个基于虚拟仪器的煤矿监控系统。我们只采用工业总线协议实现传感器节点与电脑进行通信，再显示在虚拟仪器中，通过本次的设计，总结所做的工作如下研究了虚拟仪器技术，分析了外形如图所示图湿敏电容湿敏电容是基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器可以大批量生产。可以应用于办公室自动化，车厢内空气质量控制，家电，工业控制系统等。它有以下几个显著的特点全互换性，在标准环境下不需校正,长时间饱和下快速脱湿,可以自动化焊接，包括波峰或水浸,高可靠性与长时间稳定性,专利的固态聚合物结构,可用于线性电压或频率输出回路相对湿度在范围内电容量由变到,其误差不大于响应时间小于温度系统为。可见其精度是较高的。其湿度电容响应曲线如图所示图湿度电容响应曲线电容传感器，在电路构成中等效于个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。涉及如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号时，常用两种方法是将置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中，所产生的正弦波电压信号经整流直流放大再转换为数字信号另种是将置于振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集，在这里，我们选择后种。其振荡电路的湿度测量电路如图所示图和组成多谐振荡电路传感器其外形和尺寸如图所示图外形尺寸图其应用电路如图所示图应用电路其对的响应曲线如图所示图对响应图瓦斯传感器瓦斯传感器是以二氧化锡为基本敏感材料的，专门用于检测可燃性气体的半导体型传感器。它的基本特征是极高的灵敏度和极快的反应速度且功耗低。常用于对瓦斯等可燃性气体浓度的检测，传感器的内部电路和应用电路如图所示图应用电路风速传感器超薄封装，可以通过总线直接与各种微处理器相连。主要特点压力范围海拔米米电源电压低功耗在标准模式高精度低功耗模式下，分辨率为米高线性模式下，分辨率为米反应时间待机电流无需外部时钟气压传感器采用接口，可直接与各种微处理器相连进行数据传输。电路简单，主要是微处理器协议程序的编写。其电路如图所示图应用电路第三章外围硬件电路设计介绍单片机我们采用公司的，它是高性能低功耗位微处理器，最高工作频率，其速度理论上是普通单片机倍左右。自带异步通信接口同步串行和同步串行接口，而不需要用软件来模拟时序。其内部自带路十位，有种睡眠模式，其中种就是噪声抑制。其封装的引脚如图所示图引脚图彩屏介绍我们采用的寸彩屏，其显示效果良好，显示字数多，其引脚如图所示图引脚图原理图通信电路如图所示图通信电路是块电平转换芯片，可以把电平转化为电平，供单片机通信。系统原理图我们做的外围硬件电路如图所示图外围电路其中包括复位电路蜂鸣器报警电路显示电路时钟电路按键输入电路等等。第四章系统软件设计等系列软件我们用和编程软件开发，它的编译效率很高，下热敏电阻热敏电阻加稳定直流电流，额定值为，使热敏电阻通电发热，温度上升。由于负温度系数的作用，其阻值不断下降。温度上升到定值时，再当热敏电阻表面散热与本身发热达到热平衡态时，温度将趋于稳定，同时热敏电阻的阻值也趋于稳定值。此时测得热敏电阻两端电压值也达到个稳定值即，这就是热敏电阻工作平衡态时的状况，也即风速为时的状况。若当热敏电阻周围空气介质的流速不为时，流体介质将带走热敏电阻表面的热量，使热敏电阻本身的温度下降，阻值上升并且在恒定的风速作用下，又趋于个新的平衡点，对于不同的风速处于不同的热平衡状态的热敏电阻，其阻值基本恒定，此时热敏电阻消耗的功率等于该风速下传递给周围空气的热量。风速的变化与热敏电阻的阻值变化相关，同时热敏电阻的工作温度的变化也与变化相关因此，将热敏电阻接人个平衡电桥的桥臂，当风速为时，桥路保持平衡，输出为。但随着风速的变化，即可将热敏电阻相应阻值的变化转换为电桥在不平衡时的输出电压因此，只需找出不平衡电桥输出电压与风速之间的对应关系，便可设计成风速计。其应用电路如图所示图热敏电阻侧风速电路为提供给热敏电阻恒流，采用镜象电源为恒流源，由每两只型片状热敏电阻欧姆串联为臂，构成温度补偿和测量风速两个相应的桥臂。采用两只串联的热敏电阻可提高灵敏度，选择对应桥臂为同型号的热敏电阻可消除环境温度变化产生的影响。通过调整电位器和，可使对应桥臂阻值相等，使每两只串联热敏电阻构成的对应桥臂流过和，且通电流热敏电阻加热升温达到平衡点后，即达到电压稳定值时，测得之间的电位差就可。气压传感器是款高精度超低能耗的压力传感器，可以应用在移动设备中。它的性能卓越，采用强大的陶瓷无引线芯片承载温度传感器湿度传感器湿敏电容传感器瓦斯传感器风速传感器热敏电阻气压传感器第三章