为模拟电压再经模数转换为数字信号送入单片机中,数据转换完毕之后是通过中断的方式送入单片机的。通过外部中断来完成,由于检测瓦斯浓度在时间上较严格,更不允许丢失数据,所以的中断优先级设定为高。其流程图如下所示图中断子程序流程图声光报警子程序当采集到的瓦斯浓度值大于我们预置的瓦斯浓度设定值时,就需要启动声光报警同时启动排风扇,用以降瓦斯的低空气中浓度。当声光报警开启后,当达到提醒人们离开的目的后,我们需要解除声光报警,解除报警有两种途径,种是手动解除,种是系统自动解除,若没有手动解除报警,则系统可通过调用的延时时间来自动解除报警。保护现场单片机从转换器中采集数据浓度超限用采集数据刷新显示启动报警排风中断返主图声光报警流程图键盘扫描子程序键盘的主要作用为设置瓦斯浓度预警值,其流程图如下所示采集浓度值设定浓度调用延时子程序启动声光报警手动解除报警启动排风扇延时到自动解除报警返回主程序图键盘扫描流程图开始判断有无按键闭合延时去抖判断有无按键闭合按键功能程序按键功能程序按键功能程序按键功能程序按键功能程序返回结束语至此已经完成了本次的毕业设计,虽然本次设计相当于只是完成了煤矿瓦斯监测监控系统下位机的设计,没有涉及到采集数据传送给上位机的那部分,但是对我个人来说也是次相当大的挑战,设计完之后感觉自己的思维方式更加完善,考虑问题的方法也在不知不觉中有了很大的提高。由于此次设计时间紧,实物没做成,但设计的理论依据是充分的并且硬件的电路原理图也已画出。在理论设计中考虑成本的节约问题,我们尽可能选用些廉价而又性能高的芯片。通过此次设计我对单片机的认识更加深了。主要认识到两点。第就是如果可以的话尽量占用内存少用寄存器,第二就是当有多个程序会发生中断的时候,要合理安排好中断优先级的问题。致谢适值我论文完成之际,真诚地感谢我的导师郑新华老师以及在毕设期间帮助辅导我们的冯巧玲老师。在我的毕设工作中无不倾注着两位老师辛勤的汗水和心血。她们严谨的治学态度渊博的知识无私的奉献精神使我深受感动和启迪。从尊敬的郑老师和冯老师身上,我学到了扎实宽广的专业知识。在此我要向两位老师致以最衷心的感谢。在多年的大学学习生活中,还得到了许多老师的关心和热情的帮助在日常学习和生活中,我的同学也给予了我很大帮助。在此,向所有关心和帮助过我的老师同学和朋友表示由衷的谢意,最后,衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师,参考文献张毅坤编著单片微型计算机原理及其应用西安电子科技大学出版社韩磊编著单片及应用技术西安电子科技大学出版社何立民主编单片机应用系统抗干抗技术北京北京航空航天大学出版社,韩磊编著单片及应用技术西安电子科技大学出版社曹玲芝编著现代测试技术及虚拟仪器北京航空航天大学出版社宋文绪杨帆主编传感器与检测技术高等教育出版社沙占友主编集成智能化传感器原理及应用电子工业出版社徐洁主编检测技术与仪器清华大学出版社何希才主编新型集成电路及应用实例科学出版社杨振江蔡德芳编著新的使用条件考虑以下些具体问题量程的大小量时首先要解决的问题。当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败,在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。所以要进行个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感传感器接触燃烧式气体传感器光化学型气体传感器高分子气体传感器等。气体传感器的选择现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测量目的测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行个量的测滤除杂质和干扰气体干燥或制冷处理样品抽吸,甚至对样品进行化学处理,以便化学传感器进行更快速的测量。气体传感器通常以气敏特性来分类,主要可分为半导体型气体传感器电化学型气体传感器固体电解质气体报警各器件的选择气体传感器气体传感器是气体检测系统的核心,通常安装在探测头内。从本质上讲,气体传感器是种将种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理,通常包括键盘进行设置,显示其瓦斯浓度值,如若超过预警值则由单片机控制启动声光报警装置进行声光报警并且进行排风用于降低瓦斯浓度。显示键盘控制瓦斯探测器电源排风蜂鸣器发光二极管声光单片机中进行处理之前需先送入模数转换器中进行模数转换,然后才能将转换所得数据送入单片机中处理,这里的处理主要是指将输入进来的数据与我们设置的瓦斯爆炸预警值进行比较,在这里我们的预警值可通过用四位的数码管显示,在这里我们采用动态扫描方法来显示各种参数。工作原理在这里我们用甲烷传感器来对煤矿瓦斯浓度进行检测,由于其检测所得数据模拟电压量而单片机只能对数字信号进行处理,所以在送入需要将模拟信号转换成数字信号,所以在这里我们还要选用芯片进行模数转换处理。这里的是种双积分的位转换器,其性能价格比很高,是种高精度低噪声低漂移转换器。瓦斯浓度显示部分采空间也能满足我们设计的要求,价格较之基本不变甚至更低。甲烷传感器采用气敏传感器,用于探测采集瓦斯的浓度。由于该传感器的输出信号为模拟电压信号,要想将采集到的数据送至单片机系统进行数据处理则设计的数据处理以及控制显示电路声光报警电路等正常工作。第三,已安装的瓦斯监测监控系统型号各异,信号传输方式不尽相同,有的采取时分制,有的采取频分制,还有的利用载波传输,给系统的管理使用维护以及联网带来诸多不便。同时,由于许多煤矿地处偏远山区,瓦斯监测探头的校对工作难以跟上,致使瓦斯监测监控系统形同虚设,无法发挥应有的作用。第四,由于瓦斯监测监控系统对气体传感器的精度性能稳定性方面的要求越来越高,因此对气体传感器的研究和开发也越来越重要。随着先进科学技术的应用,气体传感器发展的趋势应该是微型化智能化和多功能化。瓦斯监测未来发展方向随着我国电子技术以及各项科学技术的飞速发展,作为保证我国煤矿安全生产的有效措施之的煤矿瓦斯监测监控技术在科研和应用方面必定会在原有基础上不断的加以完善,并取得长足的发展。为了满足安全生产的需求,必须符合以下几个特点第,智能化,即在监测的过程中能够根据需要自动的调整气体报警的预警值。第二,可靠性,必须保证开发出来的监测监控器有非常高的可靠性,即测试出来的数据尽可能的精确,这就对气体传感器技术的发展提出了很高的要求,要有很高的精度。第三,实用性,能够广泛的应用与各种煤矿的生产环境中,并且起到很好的监测监控作用。第四,网络化,开发出来可靠的上位机和下位机,使煤矿的瓦斯监测形成个监控网络,上位机通过多地址通讯实现对多个下位机的控制,它能够实时监测显示各种模拟量和开关量的状态,并且在控制显示界面上可以绘制实时曲线和历史曲线。而下位机则广泛的分布安装在生产现场不同地方,以实现对多点的监测及浓度超限报警,并将监测数据传给上位机处理。系统概述煤矿监测监控技术的开发和应用,在国内起步于年代初期,至今已得到广泛的发展和应用。期间,随着新材料技术电子传感技术数字通信技术控制技术微计算机技术软件技术和网络技术的迅速发展,监测系统还朝着网络化社会化光缆传输总线结构等方面发展。而且随着超大规模数字集成电路单片机技术的飞速发展,利用单片机及其它外围芯片实现对瓦斯的监测成为种可能,并且成为种发展趋势。它具有体积小操作简单携带方便功能较齐全等优点,而且性能价格比也很高,应用前景非常广泛。因此此次设计整体上是基于单片机来实现煤矿瓦斯浓度监测报警。在这里我们运用到的气敏传感器是,它是用来检测外部瓦斯的浓度其检测到的浓度值为模拟量,并将检测到的模拟信号转化为电压信号输出出来。然后再将电压信号输入到进行转换变换成数字信号,并在单片机的控制下将其输入,然后在内部软件编程下进行数值变换处理。在单片机进行完数据处理后就将其结果输出显示,从而显示出瓦斯气体的浓度,其中显示部分我们采用四位的数码管,用于显示瓦斯浓度值。若实际瓦斯浓度超限浓度超限预警值可键盘控制输入则在单片机的控制下进行声光报警。提醒生产人员离开,避免生产事故。系统框图此次设计的煤矿瓦斯监测报警器的系统框图如下所示主要由气体传感器转换器
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