综合课程设计报告----基于单片机的瓦斯监测仪的设计

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1、目 次 - I - 综综 合合 课课 程程 设设 计计 设计说明书设计说明书 班班 级：级： 08 测控 1 班 学学 号：号： 姓姓 名：名： 电气工程学院 2011 年 12 月 28 日 目 次 - II - 综合课程设计成绩评定表 设 计 题 目 煤矿瓦斯监测系统设计 姓 名 班级 08 测控 1 班 答辩小组成员（职称）： 说明书主要内容：（小摘要） 1：目前我国煤矿的安全事故频频发生，其原因是多方面的，但井下安全监测手段 落后是其中的一个主要原因。这篇文章就是针对导致矿难频发的瓦斯浓度进行监控而 设计的。 2：针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井 下

2、瓦斯浓度进行监测。 3：采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤 离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。 4：这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。 5：该传感器以 AT87C552 单片机为核心，实现对瓦斯的检测、报警和控制。适合 各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采 率。 评定成绩： 答辩小组组长： 年 月 日 目 次 - III - 目 次 引 言 . 1 1 文献综述 3 1.1 关于瓦斯 3 1.1.1 矿井瓦斯监控技术 3 1.2 系统原理介绍 4 2 总体设计方案 5 2.1 硬件电路介绍

3、5 2.1.1 恒温控制信号取样电路 6 2.1.2 锯齿波发生电路 7 2.1.3 电压比较电路 9 2.1.4 脉冲电压稳幅电路 9 2.1.5 声光报警电路 . 10 3 具体实施方案 12 3.1 CPU 模块设计- AT89S8252 单片机的结构及原理简介. 12 3.2 智能瓦斯传感器的设计 12 3.3 智能监控系统下位机的软件框架 14 3.4 LCD 显示器 . 18 3.5 PID 控制 . 20 PID 控制实现 21 3.6 软件流程图 24 总结 26 参考文献 26 - 1 - 引 言 在我国煤矿安全事故中, 瓦斯爆炸造成的伤亡人数占所有重大事故伤亡人数的 70

4、% 以上, 成为实现安全生产的最大障碍, 及时准确地检测瓦斯含量, 在安全生产中 具有重要意义。为了适应现代社会煤矿安全的要求, 针对我国中小型煤矿特别是小型 煤矿存在的隐患问题, 现代化的、小型的、价格低廉的煤矿安全监测系统的研制势在 必行, 它的研制在煤矿安全方面具有举足轻重的作用, 所以设计一种低成本煤矿瓦斯 监测系统是适应我国许多中小型煤矿需求的。 煤矿瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的总称。有时也 单独指甲烷。瓦斯在空气的体积分数达到一定的程度（5%12%）时，在一定条件下 可与空气中的氧气发生剧烈的化学反应而形成瓦斯爆炸，对煤矿安全构成严重威胁。 传统的煤矿瓦斯监控系统大体可以分为两大部分：井下部分和井上部分。井下部 分主要通过各种检测设备（各种传感器，如风量传感器、负压（压力）传感器、一氧 化碳传感器和矿用设备开停传感器等）来采集井下各种气体的浓度与含量、井下空气 状况、设备的运转情况等数据，然后通过现场总线将数据传输到井上。在井上，井下 传上来的数据通过专线与煤矿安全管理办公室服务器和更高一级安全主管部