基于单片机的瓦斯报警系统设计报告.doc

测控技术与仪器专业 综 合 课 程 设 计 设计说明书 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 电气工程学院 2013年 1月 2日电气工程学院综合课程设计成绩评定表 设 计 题 目 基于单片机的瓦斯报警系统 姓 名 班级 答辩小组成员（职称）： 说明书主要内容： 本课题设计的是用单片机控制的瓦斯浓度报警监控仪，是采用热催化原理探头制成的瓦斯浓度测量仪，适用于中小型煤矿井下各作业场所中测量空气中的瓦斯浓度。仪器能够根据瓦斯浓度报警限(1.00%)进行声、光报警。仪器由单片机、敏感元件、A/D转换电路、显示电路、报警电路等组成。其中单片机是监控仪的核心，完成数据采集、处理、输出、显示等功能；敏感元件是准确检测瓦斯气体含量的主要元件之一，其输出是与瓦斯浓度相对应的电压信号；A/D转换电路把电压信号由模拟信号变为数字信号送入单片机；显示电路则显示实时瓦斯浓度；报警电路对超限瓦斯浓度进行报警。该仪器的特点是测量范围宽，精度高；结构简单，成本低；可靠性和稳定性好，是一种电路设计新颖、参数测量准确、操作方便的矿用瓦斯浓度监控仪。 评定成绩： 答辩小组组长： 年 月 日 目　　 次 引　　言 1 1 文献综述 2 1.1瓦斯监测的现状 2 1.2瓦斯监测的发展方向 2 2 总体设计方案 3 2.1系统组成 3 2.2 工作原理 3 3 具体实施方案 4 3.1瓦斯检测设备 4 3.1.1瓦斯浓度检测仪的分类 4 3.1.2 热催化元件的结构及工作原理 6 3.1.3 整机的工作原理 12 3.2 A/D转换电路 12 3.2.1 ADC0809的介绍 12 3.2.2引脚功能 13 3.2.3主要特性 14 3.3 单片机的概述 15 3.3.1 8031简介 15 3.3.2单片机复位电路 16 3.3.3单片机中断系统 17 3.3.4 8031单片机对ADC0809的接口 19 3.2.5系统电源 20 3.2.6 气体传感器 22 参考文献 26 附录： 27 引　　言 国内对瓦斯的检测以CH4检测为主,毒气的检测以CO检测为主;而国外用可燃性气体的检测代替单一CH4气体的测量,毒气包括H2S的测量。 单从我国技术发展上来说，我国在瓦斯监测监控系统的应用上起步较晚，上世纪80年代初才从国外引进了这一系统，而且仅用于部分国有重点煤矿，所以就瓦斯监测监控系统而言，目前也存在着不够完善的地方：第一，我国煤矿的瓦斯灾害防治技术已处于世界先进水平，但防灾抗灾的安全仪表和装备的技术水平与国外相比差距较大。受技术条件限制，许多煤矿的瓦斯监测数据无法传输给集团公司或上级主管部门，仍未建立全集团或整个地区的瓦斯监测监控网络。安装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。1 文献综述 1.1瓦斯监测的现状 国内对瓦斯的检测以CH4检测为主,毒气的检测以CO检测为主;而国外用可燃性气体的检测代替单一CH4气体的测量,毒气包括H2S的测量。 单从我国技术发展上来说，我国在瓦斯监测监控系统的应用上起步较晚，上世纪80年代初才从国外引进了这一系统，而且仅用于部分国有重点煤矿，所以就瓦斯监测监控系统而言，目前也存在着不够完善的地方：第一，我国煤矿的瓦斯灾害防治技术已处于世界先进水平，但防灾抗灾的安全仪表和装备的技术水平与国外相比差距较大。受技术条件限制，许多煤矿的瓦斯监测数据无法传输给集团公司或上级主管部门，仍未建立全集团或整个地区的瓦斯监测监控网络。安装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。2 总体设计方案 2.1系统组成 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、A/D转换器ADC0809、单片机8031、LED显示电路、声光报警装置和附件电路组成。 2.2 工作原理 在催化元件电源端加上一正电压，使催化元件开始工作，输出与瓦斯浓度相对应的电压信号，送到A/D转换，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号送入CPU, CPU对采样值进行数值计算，处理后，驱动显示器显示出被测气体中的瓦斯浓度值，若被测气体中瓦斯浓度超过报警电路预定的数值时，报警电路即发出声、光报警信号。 3 具体实施方案 3.1瓦斯检测设备 3.1.1瓦斯浓度检测仪的分类 (1)光干涉式 光干涉式是利用光波对空气和瓦斯折射率不同所产生的光程差，引起干涉条纹移动来实现对不