有害气体检测与报警系统设计毕业设计论文.doc

李迪毕业论文(设计)毕业论文题目：有害气体检测与报警系统设计学 院 ：机械与电子工程学院姓 名 ：学 号 ：指导老师： 摘要无论是在石油、化工等企业，还是在商场或居民楼宇，一旦发生可燃或有毒气体等有害气体的泄漏而未采取有效的措施，将会对人员及财产安全产生极大地影响。对气体泄漏及早的做出检测，在泄漏未扩大之前采取有效措施，可以避免事故的发生或恶化。本文针对有害气体在生产生活中存在的问题，设计了一种便携式的有害气体检测仪。该仪器以气体浓度传感器为检测元件，采用红外遥控技术对仪器进行标定和报警点设置，可以准确地对有害气体浓度进行实时测量。当空气中有害气体含量超过预设报警值时，采用声光方式进行报警。本课题主要进行了以下几个方面的研究：1. 有害气体检测与报警系统设计的背景与研究的意义，以及实际使用过程中的安装注意事项和报警器的结构。2. 有害气体检测仪的硬件电路设计。以微控制器at89s51为核心搭建了系统的硬件平台，主要设计了数据采集电路、信号放大处理电路、红外遥控电路、数码显示电路、按键接口电路和声光报警电路等电路。3. 有害气体检测仪的固件编程，根据设计功能要求需求，采用c语言进行了有害气体检测仪软件设计，实现了有害气体浓度数据采集、处理、显示等功能。4. 系统调试。进行了有害气体检测仪整机调试，对实验数据进行了分析，为以后改进设计提供依据。有害气体检测仪可以实时准确地检查企业和居民楼宇中有害气体浓度，预防重大事故发生，为工作人员和居民提供了安全保障，具有较大的推广应用价值。【关键词】 ：有害气体、报警器、单片机、数据采集与记录、浓度测量design and implementation of intelligent flammable gas leakage detection alarm systemabstractcoal mine methane is the main harmful gases, it is serious threat to underground operations personnel. how to check real-time accurate concentration of methane concentration reaches a certain limit, can easily cause a major safety incidents, the concentration of methane gas detector used to detect the existence of methane leaks, and thus prevent such accidents from happening.in this paper, coal mine production problems in the design of a portable methane gas concentration detector. the apparatus for the catalytic combustion type sensors for the detection of components, using infrared remote control technology to the instrument calibration and alarm set points can be accurately carried out on-site real-time measurement of methane concentration. when the methane content in the air exceeds a preset alarm value, alarm with the use of sound and light way. the main topics were the following aspects of the study.1. harmful gas detection and alarm system design background and the research significance, as well as the actual use in the process of installation notes and alarm structure. 2. hardware circuit design of methane gas detector. dream up the hardware platform with micro-controller as the core structres of the systems, and main design of the temperature control circuit, zero circuit, infrared remote control circuits, liquid crystal display circuit, the keyboard interface circuit and sound and light alarm circuit.3. harmful gas detector firmware programming, according to the design demand, using the c language of the noxious gas detection instrument software design, achieved the harmful gas concentration data acquisition, processing, display and other functions. 4. system debugging. the harmful gas detection instrument for debugging, the experimental data were analized, improvement design to provide a basis for the future. harmful gas detector can accurately check the businesses and residents in the building the harmful gas concentration, prevention of major accidents, for workers and residents to provide security, has great popularization and application value. key words:combustible gas; annunciator;data processing; microcontroller; density measurement; detection ; alarm; distance control目录摘要.2 abstract.5 1 绪论.8 本课题的研究背景与意义.8 1.1.1 研究的背景.8 1.1.2 研究的意义.8 1.2 报警器的结构与安装.9 1.2.1 报警器的构成与应用.9 1.2.2 报警器的布点.9 1.2.3 报警器的安装.9 1.3 可燃性气体报警仪国内外发展情况.10 2 系统的功能模块与硬件结构.12 2.1 系统的功能模块.12 2.2 系统的硬件结构.13 2.2.1 主控机.13 2.2.2 模拟信号的数据采集.14 2.2.3 模拟信号的放大处理.14 2.2.4 从机及a/d转换电路.15 2.2.5 adc0809与单片机的接口.16 2.2.6 电源电路设计.17 2.2.7 液晶显示电路.18 2.2.8 系统报警系统的组成与程序代码.19 2.2.9 信号调理电路.20 3 系统软件的总体设计.21 3.1 软件系统的规划.21 3.2 系统主程序流程设计.22 3.3 中断程序设计.23 3.3.1 按键中断程序设计.24 3.3.2 定时器a中断程序设计.25 3.3.3 串行中断程序设计.27 3.4 按键子程序设计.27 3.5 数据采集子程序设计.28 3.6 红外遥控解码程序设计.29 3.7 flash存储器程序设计.30 3.8 数据库设计与实现.31 4 远程温度数据采集控制.32 5 结论.33 致谢.34 参考文献.35 1 绪论1.1 本课题的研究背景与意义1.1.1 研究的背景 燃气(人工煤气、天然气、液化石油气)的普及，提高了生产效率、市民的生活质量，但在使用燃气的过程中，因燃气泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外事故时有发生，给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁，因此安全使用燃气一直是燃气主管部门工作的重中之重。燃气泄漏报警器能有效监测环境中可燃气体或毒性气体(如co)的浓度，一旦其浓度超出报警限定值，就能发出声光报警信号，并且能自动开启排风扇把燃气排出室外，甚至能通过联动装置自动切断燃气供应防止燃气继续泄漏，起到安全防范的作用。但报警器选用得是否合理，直接关系到其功能的充分发挥。该设计所研究的可燃性气体报警器正是应这种要求而开发的。从可燃性气体发展的整体角度来说，在石油化工生产过程中、实验室实验、教学设施、住宅等不可避免地存在着各种易燃易爆气体和有毒气体，这些气体一旦泄漏并积聚在周围环境中,将可能酿成火灾、爆炸或人身中毒等恶性事故。为了防患于未然,应采用性能可靠的气体检测器，连续监控工艺装置或储运设施环境中可燃气体和有毒气体的泄漏情况，及时发出报警以保证生产和人身安全。1.1.2 研究的意义当前在石化行业hse质量体系越来越受到重视，石油化工行业标准石油化工可燃和有毒气体检测报警设计规范即将上升为国家标准。在设计检测器时应充分考虑其安装位置的合理性，为以后的使用、维护、检定提供方便。根据检测现场的空气可能环流现象及空气流动的上升趋势，以及厂房的空气自然流动情况、通风通道等来综合推测，当发生大量泄漏时，根据可燃气体或有毒气体在平面上自然扩散的趋势方向，确定平面位置;再根据泄漏气体的密度并结合空气流动的方向，确定空间位置。报警器是否灵敏可靠关系到人身财产安全,因此报警器属于强制检定的计量器具。目前大多数报警器用户都使用汽油或液化气等超过以上高浓度的易挥发可燃气体对报警器进行检测, 若报警即判断报警器正常。这样做虽然省缺了购买可燃气体标准物质的麻烦和费用, 但实际上达不到保证安全的目的, 从而形成重大安全隐患, 有时还会造成报警器检测元件中毒。如果使用标准气体检测报警器, 就能保证人身安全, 同时杜绝报警器检测探头中毒现象。1.2 报警器的结构与安装 1.2.1报警器的构成与应用一、可燃气体检测报警器的构成和应用，可燃气体检测报警器由探测器与报警仪表构成, 主要用于监测可燃气体产生、使用、储存的室内外危险场所的泄漏情况。当被测场所空气中存在可燃气体时, 探测器将感知信号并传输到报警仪表, 仪表即显示出可燃气体爆炸下限的百分比浓度值。当可燃气体浓度超过报警设定值时发出声光报警信号提示,值班人员采取安全措施, 避免燃爆事故的发生。1.2.2报警器的布点 二、 固定安装式检测报警器的特点固定安装式检测报警器一经安装就位, 它的监测范围就已确定。当需要监测一个三维空间且规模较大的工业生产装置时, 仅有的少数几个监测点很难确保监测效果。因此，对于布点的疏密程度、上下高度以及与可能泄漏点的距离等都要考虑。报警器的布点安装不仅涉及到投资的合理性和可接受程度, 还涉及到投资的切实效果和安全生产。1.2.3报警器的安装三、可燃气体检测报警器安装安装应用时应考虑以下几点：1.首先弄清所要监测的车间装置有哪些可能的泄漏点, 并推算它们的泄漏压力, 单位时间的可能泄漏量、泄漏方向等, 并画出棋格形分布图, 根据推测的严重程度分成a、b、c三个等级。2.根据所在场所的主导方向、空气可能的环流现象以及车间空气自然流动的趋势, 推测当发生大量泄漏时, 可燃气体在平面上的自然扩散趋势方向图。3.再根据泄漏气体的密度(大于或小于空气), 并结合空气流动的上升趋势综合成泄漏流的立体流动趋势图。4.根据形成的本监测范围可燃气体泄漏的立体流动概念, 就可在其流动的下游位置作出初始设点方案。5.然后, 再研究泄漏点的点泄漏状态: 可能是微泄漏也可能是喷射状泄漏。如果是微泄漏, 则设点的位置就要靠近泄漏点。如果是喷射状泄漏, 则稍远离泄漏点。综合上述情况, 拟定出最终设点方案。这样,需要购置的数量和品种即可从所画的最终棋格图中估算出来。6.对于一个大中型有可燃气体泄漏的车间, 有关规定建议每相距 ( 1020)m设一个检测点。7.对于无人值班的小型且不是连续运转的泵房, 需注意发生可燃气体泄漏的可能性。特别是在北方地区冬季门窗关闭的情况下, 可燃气泄漏将很快达到爆炸下限浓度。一般在主导风向的下游位置, 安装一台检测器, 如厂房面积大于200m2, 则宜增加一个监测点。8.对于有氢气泄漏的场所, 如大型发电机组、炼油厂的加氢装置、电化厂的电解车间、盐酸合成炉厂房、存放有氢气钢瓶的仓库、有气相色谱分析仪的化验室等场所, 将检测器安装在泄漏点的上方平面。9.对气体密度大于空气的诸如烷烃类(甲烷沼气、民用煤气除外)、烯烃类(乙烯除外)、液化石油、汽油、煤油等, 将检测器安装在低于泄漏点的下方平面上, 并注意周围环境的特点。例如, 室内通风不流畅部位、地槽地沟易积聚可燃气体的地方、现场通往控制室的地下电缆沟、有密封盖板的污水沟槽等, 都是经常性或在生产不正常的情况下容易积聚可燃气的场所, 应将这些场所当作不可忽视的安全监测点。10.喷漆涂敷作业场所、大型的印刷机附近, 以及相关作业场所, 都属于开放式可燃气体扩散逸出场所。如果缺乏良好的通风条件, 也很容易使某个部位的空气中的可燃气体的含量接近或达到爆炸下限浓度值, 这些都是不可忽视的安全监测点。目前，从社会发展形式看，对气体的检测报警越来越重要,而气体检测装置也都脱影而出，但是很多装置都存在着某方面的弊端，例如,，装置本身的使用耐久度、装置的灵敏度、报警明显度、设备的性价比、还有最大的弊端就是装置本身容易出现问题是否能及时发现和处理等等，这些是很值得考虑的。眼前，无论是公司、企业、或是家庭对装置的购买使用都会考虑装置寿命和性价比，所以理想的气体检测报警装置就首先必须满足这两点。1.3 可燃性气体报警仪国内外发展情况探测器探测到的可燃性气体浓度经线性变换成毫伏信号，通过电缆传输给控制器。可燃气体报警器主要用于非矿井作业环境空气中可燃气体爆炸下限以下简称以下浓度的测定和报警，是石油、化工、储运、消防与人防等工矿企业防爆场所必备的安全检测仪器, 也可作为化工设备、管道接头及阀门的检漏工具。某厂气焊车间安装了台日本理研株式会社生产的型固定式可燃气体检测报警器, 曾经直接使用气焊对准报警器的探头进行检测, 使两个探头发严重中毒, 导致报警器报废。由于使用气体不当使报警器检测元件中毒现象普遍存在。尤其是国产检测元件, 更易出现灵敏度降低或线性严重偏离的现象, 导致报警器示值误差增大, 甚至报警器报废。标准气体是由国家技术监督局批准发布并由具有相应标准物质制造计量器具许可证的单位提供的对报警器进行检测, 原则上应该采用与被测气体相同的标准气体。对通用报警器可采用异丁烷标准气体或说明书上规定的气体。仪器出厂时多数采用异丁烷标准气体作量程标定, 也有的采用甲烷等标准气体作量程标定, 一般在仪器说明书或面板上标明量程标定用气体的名称。标准气体的浓度单位通常以摩尔分数表示, 有时用标准状态下的体积分数表示, 其浓度值应换算成相应的lel的百分数。不同的可燃气体, 在空气中的爆炸下限是不相同的, 异丁烷与甲烷在空气中的爆炸下限分别为1.8%和5%。计量检定机构依法对报警器执行强制检定, 按照jjg693-90可燃气体检测报警器检定规程, 选用10% 30% 60% lel 3、种浓度的标准气体, 如果报警器的用户每月进行定期检测维护, 可以只选用40%lel的标准气体, 检查报警器是否报警以及示值误差的大小。如果仪器能够报警, 且示值误差在正负10%以内, 即可认为报警器完好。国外的设备具有国际先进的水平，使用简单，自动化程度高，国内有些检测仪器就是采用了外国的先进技术，这主要是由于国内在这方面起步比较晚，但是在近几年来已经有了很突破的发展。总的来说，技术的的高低可以决定设备使用的方便和安全度。可燃性报警装置不仅具有报警限设定、声光报警、控制输出功能，而且具有时钟、气体浓度显示、故障自诊断功能。报警仪应可以在较宽的温度范围下工作，这样就可以被家庭、公司等多方面使用。对于化工厂，特别是pvc生产部门早期使用的可燃性气体检测报警仪存在易中毒失败、透气帽腐蚀堵塞，受风、雨、尘、聚合物等众多问题及其影响。所以对可燃气体报警仪的设计要求中不但要考虑技术原理，还要从研制报警仪本身所用材料着手，那样就会避免很多因为气体腐蚀性造成报警仪失效的问题。无论是对家庭还是公司企业来说，最重要的还包括可燃性报警仪的价格，价格合理，对于公司企业才能谈经济效益，这样家庭也很容易接受。总之，具有先进的的科学技术、操作简单显示清楚、具有长时间的使用能力、能达到广大使用者的理想价格的检测报警装置才是未来报警系统的发展方向。2 系统的功能模块与硬件结构2.1系统的功能模块 智能化可燃气体泄漏检测报警系统由从机与主机构成。从机以单片机 a t89c51 为核心 ,可完成对 1个检测报警点的多路气体浓度采集、 数码显示、数据处理、 声光报警、控制执行结构、与主机通信等功能,自身构成一个闭环测控系统。主机由 pc 机实现 ,主要负责从机的数据通信、数据处理、存储、多种模式(曲线、 棒状图等)显示、历史记录查询、浏览、打印等功能,以便操作人员对现场情况进行分析 ,根据分析结果采取有效措施,以防止可燃气体的泄漏,杜绝事故隐患。 图1 系统功能模块图2.2系统硬件结构系统以工控机为主控机 ,由 at89s51单片机、a/ d 转换器及外围电路组成分机,以can总线适配卡连接主机和从机,组成可燃气体泄漏检测报警系统 。其硬件结构见图2。 图2 系统硬件结构框图由传感器输出的微弱电信号 ,经各自信号调理电路对信号进行预处理 ,使其转换为15 v 范围内变化的直流信号 ,加到 a/ d 转换电路转换为数字量 ,然后由各分机(单片机)对其进行数据分析、处理和显示。分机根据主控机发送的控制命令 ，由通信接口将数字量化信号输出,主控机接收信号后进行分析、计算及结果显示 ,同时判别是否超标 ,若超标 ,则主控机控制报警电路报警 ,同时向分机发送报警命令 ,控制分机报警电路工作及自动启动房间紧急通风装置。2.2.1 主控机主控机是整个检测报警系统的控制核心 ,包括显示器、 键盘、 鼠标等附属设备。主控机通过软件编程实现对各分机的数据采集、数据传输、通风报警等控制 ,同时根据数学模型计算出实测值 ,并显示其检测位置和气体浓度。2.2.2 模拟信号的数据采集现代电子技术和计算机为信息转换与处理提供了十分完善的手段, 使检测与控制技术发展到一个崭新的阶段, 但如果没有各种精确可靠的传感器去检测原始数据并提供真实的信息, 那么, 计算机也无法发挥其应有的作用。传感器能够把自然界的各种物理量和化学量等精确地变换为电信号, 再经电子电路或计算机进行处理, 从而对这些量进行监测或控制。本报警器即选用了两类传感器 气体传感器和温度传感器, 以实现对被监测环境中与 co浓度值相关的模拟量的数据采集。2.2.3 模拟信号的放大处理对于传感器输出的模拟信号, 一般要用运算放大器对其进行调理或放大, 以满足 a/d转换器对输入模拟量幅值及极性的要求。在本报警器电路中, 同样要对两类传感器的输出信号进行放大调理。由于运用简单的运算放大电路即可实现处理要求, 所以本文不做过多介绍。 图3 数据采集与放大处理电路图2.2.4 分机及 a/ d转换电路由低功耗、高性能的8位cmos芯片a t89c51单片机及8位逐次逼近型8输入通道的a/ d 转换器 adc0809 等主要器件构成单片机数据采集处理系统 ,主要完成调理后电信号的采集、处理以及接收主控机的命令,实现气体浓度的显示、报警及紧急通风装置的控制,电路见图5。图4 数据采集电路图5 a/d转换电路 2.2.5 adc0809与单片机的接口 adc0809是一种cmos单片型逐次比较式8路模拟输入、8位数字量输出的a/d转换器。在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。1主要特性如下：1）8路8位a/d转换器，即分辨率8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为100s4）单个5v电源供电 5）模拟输入电压范围05v，不需零点和满刻度校准。 6）工作温度范围为-4085摄氏度 7）低功耗，约15mw。 adc0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ale=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。start上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 a/d转换，之后eoc输出信号变低，指示转换正在进行。直到a/d转换完成，eoc变为高电平，指示a/d转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当oe输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 图6 adc0809与单片机的接口电路2.2.6 电源电路设计本设计采用3.7v锂电池供给电，由于有害气体检测仪需要投入市场，就需要考虑成本和功耗问题。单片机的i/o口所需要的供电电压为3.3v，3.3v的电压由5v电压转换。本次设计中，主要应用tl431构建恒压电路，为系统电路提供稳定的电压1v和3v。3v用于作为外部参考电压，1v用于作为自动调零的基准电压。 图7 参考电源电路图2.2.7 液晶显示电路液晶主要是利用其物理特性即光线通过和光线不通过的组合来直观的通过屏幕显示出图像。液晶在工作电路中，此时会排序有序的导通并且光线很容易通过。由于液晶本身不主动发光。所以其功耗很低，在各种智能仪器显示中得到了广泛的应用。液晶显示屏的功能相当于普通计算机中显卡+监视器的功能，里面有一个显示缓冲区。cpu将需要显示的内容传送到显示缓冲区后，由显示屏内部的扫描与驱动部件完成显示任务，显示缓冲区分为文本显示缓冲区与图形显示缓冲区。对于asc字符，传送到文本显示缓冲区，对于图形，以点阵模式传送到图形显示缓冲区。液晶显示屏中的显示缓冲区通常不能被cpu直接访问，一字节的操作需要先传送地址，再传送数据，需要若干条指令才能完成。如果直接在其图形显示缓冲区中完成“绘图”过程，效率会很低。为此，现在片外ram中开辟一块映像缓冲区，在其中完成文本显示和图形绘制过程，然后通过专用命令进行高效的数据批量传送操作，将映像缓冲区的内容复制到液晶显示屏内部的显示缓冲区中，完成显示任务。 图8 液晶屏硬件电路框图和软件操作流程 2.2.8 系统报警系统的组成与程序代码 图9 系统报警电路连接图;2.2.9 信号调理电路由于传感器输出的信号为微弱信号(一般小于v 量级) ,需经过信号调理电路进行线性放大处理,以满足a/ d 转换电路对信号电平的需求。电路以集成运算放大器 lm747j为核心,与电容电阻配合完成信号的调整放大,同时电路采用外部调零方式 ,保证了传感器输出信号准确、可靠及零点的稳定,电路见图4。图10 信号调理电路3 系统软件总体设计3.1 软件系统的规划软件系统规划的前提是实现系统所有预定的功能。自检模块、初始化模块和时钟模块是必须使用的模块。为了对系统进行操作，需要监控模块和显示模块；为了完成检测过程，需要信息采集模块、数据处理模块、声光报警模块和信号输出模块；为了和上位机进行通信，需要通信模块。为了提高系统的可靠性和运行效率，主程序在完成自检和初始化后就进入休眠状态，系统所有工作均在各种中断子程序里完成。这时的主程序具有如下形式：main:设置堆栈调用自检模块对系统进行初始化loop:orlpcon,#01h；进入休眠状态ljmploop；无限循环软件系统规划如下图所示 主程序 定时中断子程序 串行中断子程序图11 软件系统规划图3.2 系统主程序流程设计主程序首先初始单片机的一些寄存器、i/o、口等的状态功能，开/关一些ic芯片的电源，如关闭看门狗，延时等待晶振稳定等。然后从闪速存储器里读取设定的参数；接着延时进行气体传感器预热；最后程序进入主循环，开启中断，进入低功耗模式，等待中断唤醒。其程序流程图如图所示。 图12 主程序流程图 3.3中断程序设计 3.3.1按键中断程序设计 仪表有7个外部按键，它们的名称分别是“co”、“”、“”、“”、“record”、“reset”、“alarm stop”。运用它们各自的独立功能及组合功能，配合液晶显示，实现人机界面操作。程序流程图如下图： 图13 按键中断程序流程图具体完成以下功能:(1)参数设定。出发“co”，显示co报警阀值。“”键控制光标左右移动，“”键改变光标所在的位置（从0到9循环改变）。再次触发“co”键，就可以更改新co报警阀值。同理，触发“”，以及“”、“”的配合可以更新报警阀值。更新的参数存入dataflash后，并在液晶显示ok,提示参数设置成功。（2）数据采集。触发“record”键，启动定时器a，进行传感器数据采集、处理、 显示、存储等操作。再次触发“record”键，关闭定时器a，停止数据采集。（3）系统复位。触发“reset”键，启动看门狗复位功能，1.5ms后，程序复位。（4）屏蔽。触发“alarm stop”键，程序暂停屏蔽报警和液晶显示功能。程序流程图如下图：3.3.2定时器a中断程序设计本文利用的定时器a定时中断来实现对环境气体的循环测量，其程序流程图如下图所示。进入定时中断后，关闭定时器a,关中断；设置a/d转换模式，采集气体传感器及温度信号；设置定时器b，测量环境温度；应用检测仪识别气体成分，计算气体浓度；存储、显示数据以及数据远传；气体浓度超过阀值进行声光报警。中断返回时，开启中断，开始定时器a。如果数据采集停止标志位复位，则关闭定时器a,退出定时器a程序中断，停止数据采集。图14 定时器a中断程序流程图3.3.3串行中断程序设计本文利用单片机的通用串行同步/异步（usart）通信接口，来实现pc机对有害气体检测仪表的控制。usart接口允许7或8位串行位流以预设的速率或外部时钟确定的速率移入、移出单片机。pc机发送命令，有害气体检测仪表根据pc机发送过来的命令进行相应的处理。冒号是串行通讯的起止码，是根据输出开始标志；回车换行事串行通讯的停止码，是数据传输结束标志。程序流程图如下图所示： 图15 串行中断程序流程图3.4 按键扫描及模式选择子程序设计本系统共计有四个按键，分别为模式键（mode）、加（+）、减（-）、确认（enter）键。本设计中采用的是查询式的按键结构，通过按时对按键进行扫描，实现对按键的变化进行监控。char key_get(void) /键盘读取子程序 char key_num; key_num=0； if(p0&0x0f)!=0x0f） /有键按下 delay_ms(10); /延时10ms，去抖动if(p0&0x0f)!=0x0f) /确定有键按下key_num=p0&0x0f；switch(key_num)case 0x0e:key_num=4;break; /4键按下，返回4值case 0x0d:key_num=3;break; /3键按下，返回3值case 0x0b:key_num=2;break; /2键按下，返回2值case 0x07:key_num=1;break; /1键按下，返回1值default :key_num=0;break; /错误的键按下，返回0值while(p0&0x0f)!=0x0f) /po又恢复为高电平，说明键已抬起，则跳出循环 return(key_num);根据键盘读取子函数的返回值可以进行模式的选择和判断，具体流程图如下图： 图16 按键模式选择流程图 3.5 数据采集子程序设计数据采集部分就是把从发达电路前段模拟信号进过单片机转换成数字信号，单片机内部的adc0809模块式8位精度sar（逐次比较）型的a/d转换，转换速率为200kps.为了提高稳定性，采用了过采样去平均值的方法，这从滤波的角度上来说就是算数平均值滤波。a/d转换由单片机内部的a/d转换模块adc0809完成。内部具有参考电压、采样保持、自动扫描等功能。本模块式单片机实现对系统电路控制的桥梁。系统电路检测到有害气体浓度的电压信号，需要通过a/d转换传送给单片机进行处理。因此较好的设计这一模块能提高单片机接受信号和对系统电路控制的能力。当电路的电压信号传送到单片机时，首先需要单片机打开adc0809模块，设置采样时钟，建立参考电压。然后对信号进行a/d通道转换，转换完成后存储转换值，送给单片机处理。此间还需要一些选择性语句：如参考点药是否就绪；转换是否完成；是否达到转换次数等。具体数据采集程序流程图如下： 图17 数据采集流程图 3.6 红外遥控解码程序设计 当程序开始运行时，单片机系统首先开始计算脉冲宽度，会识别脉冲信号。根据红外线的编码协议，头脉冲和高、低电平信号的占空比是不相同的。因此，如果判断是头脉冲单片机则不做处理；如果为高电平信号则置位对应位，如为低电平信号则清零。每接收到一个有用信号，计数器都会加 1。最后进行判断是否完成红外信号的接受工作，信号校验和保存工作。 图18 遥控解码程序流程图3.7 flash存储器程序设计flash型芯片由于采用存储器作为程序的代码以及信息的存储，因而可以实现多次擦除和写入，同时还可以在线写入。它的写入工作可以经过单片机的系列芯片的jtag接口来完成，也可以由芯片内的驻留软件实现flash的写入操作，只是要求运行的程序代码存储区与待编程的存储区不在同一模块中。它具有结构比较简单、高密度、低成本、高可靠性和系统的电可擦除等优点。flash型单片机以其简单的结构，较高的系统稳定性、可靠性和flash特有的实时擦写功能和掉电保护功能被广泛的使用。程序流程图如图所示： 图19 flash 存储程序流程图3.8 数据库系统设计运用主动数据库技术结构结合安全报警设计了如下结构,见图6。可燃气体泄漏数据由静态数据及动态数据组成 ,静态主要是场站信息及上限值;动态是当前的泄漏数据。图20 数据库系统结构设计图 系统实现其核心是事件处理器逻辑实现(由图6中事件生成器、报警事件排队表、事件调度器、 事件处理模块组成),通过触发器和存储过程来实现(sql sever 2000)。下面列出各种数据结构，见表1- 表3。4 远程温度数据采集控制上位机系统软件设计主要包括设置 winscok控件属性 ,设置远程访问的 ip 和 port 端口;用向下位机发出召测命令的方式要求传回结果;接收下位机传回的数据并转换成需要的数据;实时显示与分析数据并报警 ,然后发出命令控制下位机做出相应的动作等。见图7。 图21 系统程序流程图5 结 论本系统使用面向对象的编程语言 visual basic和sql sever 2000进行设计 ,解决了远距离通信关键技术;对各种传感器进行优选 实验及精密信号调理电路的设计 ,解决了传感信号放大、零点漂移及信号稳定性等关键技术;软件设计采取了抗外界干扰技术措施,提高了系统的综合测试精度该系统具有结构简单、现场安装、调试方便、易于增减传感器数量等优点,其较强的抗干扰能力和可靠的长距离信息传输,可推广到军用及民用远距监测系统中。当今社会，出现许多种可燃气体报警器，而这些产品大都是针对煤气的泄漏作相应的报警，