文献 致谢 附录河北工程大学毕业设计说明书 绪论 课题研究的背景 随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行煤气或天燃气已成为多数家庭的燃 料。每年因煤气泄露造成的煤气中毒事故中因使用热水器不当或产品本身的质量问 题造成的煤气中毒事故全国均有不少事例。有甚者因室内煤气浓度过高引起煤 气爆炸的事故也不少见。 家用煤气有时会因各种原因发生泄漏煤气的主要成分是甲烷甲烷是种可燃性 气体遇到明火会发生燃烧甚至爆炸所以如果在煤气泄漏时打电话使用家用电器的 话煤气遇到电火花可能会发生爆炸事故。人呆在煤气泄漏的空间内甲烷的不完全燃 烧可能会生成氧化碳人体吸入有毒气体氧化碳后氧化碳将会迅速与血液中的 红细胞结合导致人体中毒昏迷如果长时间吸入泄露的煤气甚至会发生中毒死亡。氧 化碳中毒属内科急症如不及时发现及治疗将会危及生命。近年来我国部分地区非 职业性氧化碳中毒事件时有发生。特别是冬春季高发据不完全统计我国年 因非职业性氧化碳中毒造成至少人中毒人死亡。年月份南 汇区发生了起非职业性氧化碳中毒事件。 课题研究的目的 人们面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁就真的没有个彻底的解决办法吗据 有关专家介绍使用燃气报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之。燃气专家指出 燃气泄漏或废气排放而大量产生的氧化碳是燃气中毒事响应的根源如采有用燃气泄 漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试同样得出结论燃气报警器防止 氧化碳中毒事故发生的有效率达以上。 计算机的普及和信息技术的迅猛发展人们己不满足于传统的居住环境对家庭及 住宅小区提出了更高的要求智能化被引入家庭并迅速在世界各地发展起来。人们对 居住环境要求的日见增高体现在希望住宅不仅更便利舒适而且更安全。 单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛煤气泄漏则是人们日常生活中常常需 要测量和控制的个问题。单片机有利于为现代人工作科研生活提供更好的更方 便的设施。为了防止中毒事件再次发生提出利用单片机系统进行有效的预防对策。所 以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。为此我们开发研制了智能煤气报警河北工程大学毕业设计说明书 系统。 系统设计基本内容 针对经常发生的煤气泄漏中毒事件采用煤气甲烷乙烷及氧化碳等气体传感 器单片机电磁阀和电铃设计套有毒气体检测报警电路显示室内空气质量分 优良中好差五级用单片机模块分路控制继电器发光二极管和电铃。 报警系统由硬件和软件两大部分组成。其中硬件部分由各报警感应器感应器控制 器主控器等设备组成。软件部分主要是报警系统控制程序。气敏传感器用来检测空气 中煤气的浓度当空气中煤气含量超过允许标准浓度后感应器所获得的感应信号均被 感应器控制器所接收再由感应器控制器对各感应信号进行相应识别和处理并将处理 后的感应信号通过串口送至主控器由主控器对其采取相应的警报动作。报警信号加至 报警声响电路的控制端后报警声响电路被触发发出报警声同时关闭总气阀。 本课题在硬件设计方面主要研究组成家用煤气泄漏报警控制系统的单片机芯片气 体传感器总线的使用方法同时研究电路设计思路电路组成包括控制芯片气体传 感器单片机显示电路等的选用和设计最后给出结构框图电路原理图。 系统软件设计方面的分析设计包括主机和从机程序设计分析等。 河北工程大学毕业设计说明书 系统设计技术基础 微处理器的出现极大地促进了生产力的发展提高了人们生活的质量实现了工业 的现代化和自动化。技术的飞速发展使得基于分组交换技术的通信性能通 信质量和可靠性得到稳步提高。基于位和位单片机的嵌入式设备如仪器仪表数 据采集和显示过程控制工业自动化等的实字量送给 模块电路晶振和键盘控制作为模块电路的外围输入 电路蜂鸣器作为报警用的模块电路的外围输出电路显示电路采用 了显示由模块电路控制实现显示。 图基于的实现 方案选择 方案中采用的是单片机实现煤气报警器该方案具有结构化设计简单器 件成本较低的特点是种较为广泛采用的实现方案。 方案中采用的是模块实现煤气报警器该方案基于 模块进行开发设计模块用于加速嵌入式系统的开发和实施。 编程开发采用我们经过业界广为验证的开发系统个包括编辑器链接 器装载器和编译器在内的语言集成开发环境。从你的计算机通过端口或串口下 载程序立即在目标硬件上进行调试无需在线仿真器。这种开发环境减少了工作量 加速了软硬件集成。提供了广泛的驱动函数库和例程免费的及其源代 码。 系列产品采用超小型接口具有可互相兼容的 以太网与无线网两个版本除了拥有的外型使得产品的设计更加容易之 外它还配置了个通用输入输出端口个串行端口和台微处理器。 这些特点使其成为超小型产品中最具成本效益的网络连接解决方案既可用于网络连接 也可用于控制。由于该模块具有设计灵活外围扩展功能强大的特点可以构成当今体 积最紧凑成本最低的嵌入式解决方案可以为系统方便可靠增加网络连接。 针对其应用扩展本设计选择了方案基于模块实现煤气报警器 的方案。 既基于实现的家用煤气报警系统利用可燃气体传感器检测环境中 可燃气体含量的指标对于可燃气体的检测由于可燃气体传感器输出量为模拟量需 要将其进行转换后送给模块当其含量超过设定值时由主芯片河北工程大学毕业设计说明书 模块控制蜂鸣器进行报警。 芯片选择 的简介 是半导体公司在年月日推出的款尺寸紧凑 的经济型核心模块设计人员可以将其用于小尺寸低价格可实现控制或采集且支持 网络功能的系统中去是高性能低成本的嵌入式解决方案。典型应用在远程数据记录和 上传储罐监控自动抄表系统远程能源管理等领域。 芯片选择了模块。充分结合了易于使用和最大 限度的降低产品成本提供可以构成当今体积最紧凑成本最低的嵌入式解决方案。 系列也是产品中体积最近凑和成本最低的嵌入式解决方案设计人员可以 为他们设计的系统方便可靠增加网络连接。 公司专注于此推出的产品在行业内被广泛应用十几年来 以其产品质量的高稳定性容易开发资源丰富支持联网等优点获得业界的高度认可 譬如在工控和水利电力领域已经成为行业内的经典应用。这里要介 绍的是公司新推出的款全新产品核心模块它价格低廉 尺寸小开发容易支持网络控制。 新的模块在体积极其紧凑的板型结构内集 成了丰富的嵌入式功能并且成本极低。另外的个好处是为任何 嵌入式解决方案提供可极小的结构尺寸。可以在任何客户定制开发的母板上增 加新的网络连接。 具备微处理器工作主频可达 两个时钟主晶振和时间晶振 和为内置实时时钟片内提供后备电 池所需的重启管理电路。插 槽式的板边连接器引出了的总线并行端 口和串口到固定的母板上。 通过客户定制开发的母板接收供 电并和其它数字设备实现所有兼容的接口。 主要特点 微处理器为内含的主频为 程序存储器为闪存 图河北工程大学毕业设计说明书 个可配置 个可配置兼容的串 带实时时钟电池供电 个位定时器位和位定时器各个 有两路触发输入和两路正交解码输入 带有看门狗 支持以太网功能 接口为接口。 模块用于加速嵌入式系统的开发和实施。编程开发采用我 们经过业界广为验证的开发系统个包括编辑器链接器装载器和编译 器在内的语言集成开发环境。 从计算机通过端口或串口下载程序立即在目标硬件上进行调试无需在线 仿真器。这种开发环境减少了工作量加速了软硬件集成。提供了广泛的驱动函 数库和例程免费的及其源代码。 有两种类型的开发包供用户进行开发和测试软件。标准开发包包括你设计基于该微 处理器系统所需要的基本组件和完整的软件开发系统。开发包还包 括你评测所需要的开发板。和串口板可以立即运行中 的例程从而快速演示的产品特点。你可以立即为模块编写和测试包括 以太网和应用在内的软件。 的优点 使用完整设计和生产的具有运行就绪编程就绪的微处理器模块能使 您快速完成产品开发并投入市场。 比购买和组装单独组件更具竞争力的价格。 简单的语言程序开发和调试。用于下载经编译的文件的 。 能容纳数万行代码大型程序并存储丰富数据的大容量存储器。 参考设计使集成的以太网能利用无需特许权的软件实现网络连接。 硬件组成 标准开发包包含了您使用模块所必须的必备硬件。下述物品在 开发包的标准版本中提供。 模块。河北工程大学毕业设计说明书 配有支架接头的接口板。 配有支架接头的应用电路开发板。 能通过接口板对进行编程的线。 模块接口定义 接口板设计原理图摘要 Ⅰ 摘要 当今社会上出现了许多煤气报警器而这些产品大都是针对煤气的泄漏所做出的 相应的报警即为家庭式。但是随着社会的发展煤气报警器也在发展。 微机控制技术传感器在工业控制机电体化智能仪表通信家用电器等方面 得到了广泛应用显著提高了各种设备的技术水平和自动化程度。因此对这些原理和结 构我们就需要很好的了解并掌握。 煤气报警系统采用了为系统的通过单片机系统设计实现对家用煤气 的控制功能由电化学氧化碳气体传感器对煤气进行检测将所得的浓度 值与设定浓度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理获得控制信号去调节煤气出 气阀的通断四个单元的煤气浓度对应模拟量利用转换为数字量并加入了键盘输 入从而实现对家用煤气漏气的控制。整个系统的硬件电路设计合理性能安全可靠。 关键词电位器采样报警临界值煤气浓度 Ⅱ 目录 目录 摘要, , 绪论 课题研究的背景 课题研究的目的 系统设计基本内容 系统设计技术基础 系统实现方案与选择 基于单片机的实现方案