煤气泄漏自动检测系统-周涛(加软件)

煤气泄露自动检测系统摘要随着经济和科学技术的快速发展,人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视,液化气、煤气进入家庭的使用为人们带来了方便，也改善了城市的环境，但同时也给人们带来了潜在的危险,其中一氧化碳是最主要的危险源。一氧化碳是一种无色无味同时这些气体燃料在使用中，若管道和阀门密封不好，它们泄露出去,轻者引起中毒，重者造成火灾，危及人们的生命财产。由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了，研究各种气体的检测方法与气体传感器也随之成为一个重要课题。本论文主要实现管道煤气泄露的测量与报警，系统主要以半导体气体传感器为研究对象,以单片机为核心构成一个具备数据采集、对象控制、结果显示、数据通信等功能的完整系统。通过虚拟仪器LａbＶIEW进行控制之后，再通过计算机I／O接口输出;输出信号驱动相应的驱动电路,分别控制报警灯、蜂鸣器及切断电路，实现对煤气泄露事故的实时监测及控制;程序实时监测系统状态。关键词:气体传感器，单片机，数据采集,ＬabVＩEW

ＧASＬEＡＫDETECＴＩＯNSYSTＥMＡUTＯMAＴIＣAＬLＹABSTRＡCＴWiｔhtherapｉddeveｌopmｅntofeｃonomｙandthescieｎceｔeｃhnｏlｏgy,peoplｅbeｃomｅpayｍoreandmｏreaｔteｎｔiｏntoｔheqｕａliｔyofｌｉfeandｉｍproｖingtheeｎvｉｒoｎmｅnt,ａｎdgａsinｔotｈeｆａｍilytheuseofｃonｖｅniencefｏrpeople,butalsotｏimproveｔhｅurbanenviroｎｍent，bｕtａlｓotopeoplewiｔｈtothepotｅntｉaｌdangers,iｎｃluｄｉnｇtherisｋofcarｂonmｏnｏｘiｄeｉsthemｏsｔimｐorｔanｔsｏurｃｅ.Ifnotsｅaledpｉpeｓandvalｖes,ｔheｙleａked，ligｈtcausedpoisoning,caｕsｅdbyhｅavyfirｅ,ｅndangｅrinｇpｅoｐｌe'sｌｉｖesaｎdｐroｐerｔy.Forｔheｓereasons，soitｉｓveryｉmｐorｔanｔｆorusｔoinspectanｄcoｎtroｌtheｓeｇaseｓwell.Aｎdｉtisobvｉoｕslｙverｙimportanｔtostｕdyoｎｔheｉnsｐｅｃｔiｏｎmeｔhｏｄｓaｎdsenｓorsｏfａllkindsｏfｇases．Iｎthispaper,tｈｅmａingasleakmｅasuｒeｍentａndalarmsystｅmｓtotｈesｅｍiｃonductorgassenｓoｒｆorｔｈｅｓtuｄyinoｒｄertoｃonsｔituｔeaｓingle-chiｐｍｉcrocomputeｒaｓthｅｃorｅwithdａtaａｃquiｓitｉoｎ,objeｃｔcoｎtrｏl,resultsshoｗeｄthａtｆeａtuｒessuchａsdaｔaｃommuｎicａｔioｎｓｙｓtｅmｏfiｎtegｒitｙ．ThroughthｅVｉrｔualＬａbVIEWcontｒolａpparａtｕｓ,andtｈenｔｈrｏughcoｍpuｔerI／Oiｎtｅrfaｃｅｏutput；oｕtpuｔsigｎａｌsｄrivｅtheｃoｒreｓｐｏndingdrivingciｒcuits，reｓpｅcｔｉｖely,coｎtroltheaｌaｒmlight,ｂuｚzｅraｎdcutoffｔhｅｃircuit,therealizatｉonoｆｔhｅgaｓleaｋｏｎtheｒｅal-ｔiｍeｍonitorｉｎgａｎdcoｎtrol;prｏceduresreal-timｅmonitoｒingoｆsystemｓtaｔe.KEYWOＲDS：gａsseｎsor,Ｓｉｎgleｃhipｍicｒoconｔrｏller,datａacquiｓitiｏｎ,LabＶIEＷ目录TOC\o＂1-3"\h\z\ｕHYＰERＬINK\l＂＿Toc２32726499"前言ﻩPAGEREF＿Ｔoｃ232７２6４9９＼h１HＹPＥRLＩNＫ第1章绪论 ７2650０\ｈ2HYPEＲＬＩNＫ\ｌ"_Toc2３２726501"1.1论文研究来源、目的和意义ﻩＰAGERＥＦ_Toc23２72６501＼h2ＨYPEＲＬIＮＫ１.1.1论文研究来源 PAGEＲEF_Tｏc２32726502\h2HＹPＥRLＩNK＼l＂_Toc23２72６5０３＂1．１．2论文研究目的和意义 PＡＧEREF_Toc232７26503\h２HYＰERLINK１．２可燃性气体报警器的国内外现状 PAＧERＥF_Tｏc232７2６５0４\h3HＹPEＲLIＮK1．3本论文主要任务ﻩPAGＥRＥF_Ｔoｃ２3272６505＼h4ＨYPＥＲＬIＮK\ｌ"_Toc23272６506"第2章煤气泄露自动测试总体设计 PAGEREＦ＿Toc232726５06\ｈ５HYＰERLINK＼l"＿Ｔoc232726507"２.1设计要求 PAGＥＲＥF＿Ｔoｃ２3２７26507\h52.1.1煤气泄露测试的功能 ＰAGEREＦ_Toc２３２72６5０8\h５ＨYＰERLINK\ｌ"_Toｃ23２7２６50９＂2.1.２煤气泄露测试系统框图ﻩPAGEＲEF_Ｔoc2３2726５０9＼h5HYPERLＩNK\l＂_Tｏc２３２７26510＂2.１．2煤气泄露测试的各个功能模块 ＰAGEREF_Toc232７2６510\ｈ6HYＰERLINK2.２设计原理 PAGEＲＥF＿Toｃ23２７２６５11\ｈ7_Tｏc23272651３＂２.２.2气体传感器的选定 ＰＡＧEＲEＦ＿Toc２３272６513\h7HYPERＬIＮK＼l"_Ｔoc232７2６5１４"2.３数据处理 PAGEREF＿Tｏｃ232７265１４\h92.3.1传感器非线性信号处理ﻩPAＧERＥF＿Toｃ232７26515\h９HYPERLIＮK\l＂_Toc2３2726516"2.3.2数字滤波处理 PAGEＲEF_Ｔｏc23２7２6516\h9ＨYPEＲＬINＫ＼l＂_Ｔｏc２3272６517"第3章煤气泄露自动测试硬件设计ﻩＰAGEＲEF＿Tｏc２32726５17\h113．１温度补偿电路 ＰAＧEREF＿Ｔoc2327２6518\h1１ＨYPEＲLINＫ3．1.1ＯP０7低噪声高精度运算放大器 PＡGEREF_Ｔoc232７2６519\ｈ11HYＰERLIＮＫ＼l"＿Tｏc232726520＂3．１.2温度补偿ﻩPAＧＥREF_Toｃ232７265２0＼h12HYPERＬINK＼ｌ"_Toc２３2７265２1"3.２模/数转换器ＡＤC08０９ﻩPAＧEREF＿Tｏc23272６52１\h12HＹPERLINK\ｌ"_Toｃ2３2726522"３.2.１AＤC0809的介绍ﻩＰAGEREＦ_Ｔoc232726522\h12HYPＥRLINK＼l"_Toｃ2３2726523"３．2.2引脚功能ﻩPAGEREF_Ｔoc232７26523\h13HYPERLＩNK\ｌ"_Tｏc2３2７２6５２４"３.2.３主要特性ﻩＰＡＧＥＲEＦ_Toｃ2３２7２６524＼ｈ14HYＰERLINK\l＂＿Toc232726525"３.3单片机AT8９C51的概述 PAGERＥＦ_Toc2３2726５25\h1５HYPERLINK\ｌ"_Toｃ2327２６526"3.3.1AT8９Ｃ51简介ﻩPＡＧEREF_Ｔoc232726526\h15ＨＹＰＥＲＬINＫ＼l"_Ｔoc232７265２７"３.３.2主要性能参数ﻩPAGEＲEＦ＿Toc2３27２6５２７\h１5HYPEＲLINK3.3.3管脚说明 PＡGEREF_Toｃ23２7２6528\h16ＨYPERLＩNＫ\ｌ"_Toc２327２65２9"3.4声光报警与LEＤ显示ﻩＰＡGEREF_Toc2327２6529＼ｈ１9HYPERLIＮK3.4．1声光报警单元ﻩPAＧＥRＥF＿Tｏc２327２6530\h19HＹPＥRＬINK＼l"_Toｃ232７２６531"3．４.2LED显示ﻩPAGＥＲEF＿Toc2327２６5３1\h203.５排气扇控制系统与切断阀 PAGEＲEＦ＿Tｏc2327265３2\h21HＹPＥRLINK\l＂_Ｔoc2３2７2６５33"3.５.1光电隔离器 ＰAGＥREF_Toｃ２3２726533\h2１HYPERＬＩＮＫ3.5.2继电器选择 PＡＧEＲEF_Toc2327２6５34＼h22ＨYPERLINK\ｌ＂_Toc23272６5３5"3.5.3光电隔离电路 PAGERＥF_Tｏc2３２726535＼h2３HYPERＬＩＮK＼l"＿Toc2327２6536"第４章接口总线 PＡGEREF＿Tｏc2３2726５3６\h25ＨYPEＲLＩＮＫ＼l＂_Toc2３2726537"4.1RＳ－2３2接口总线 PAGEREF_Ｔｏc2327２6537\ｈ２5ＨYPEＲLＩＮK第５章部分软件程序 PAＧＥＲEF_Ｔoｃ２３27２6５38\h28HYPＥRLINK5.1部分单片机程序 ＰAGＥＲＥF_Tｏc２32726５３9\h28＿Toｃ2３２７2６541＂５.1.2数据采集程序ﻩPAGERＥF_Toc23272６５41\h29HYPERLINK\ｌ"＿Toc２３27２65４2"５.1.3A/D转换程序 PAGＥRＥＦ_Ｔoc2327265４2\h３0ＨYPERLINK谢辞ﻩＰＡGEREＦ＿Ｔoc2３27２654４\h３2HYPERLINＫ＼l"_Ｔｏc２３272６5４5"参考文献 PAGEREF_Ｔoc23272６54５\ｈ３3HYPERＬINK＼l"＿Toｃ23272６5４６＂附录ﻩＰAＧＥＲEF_Toｃ２３2７2６546\h34HYPＥRLINK

２ChaｒactｅristicsｏfｔｈePLC

２.1highreｌiabiliｔy，ｓtronganti-intｅrfeｒeｎceaｂilitｙ

2.2suｐportiｎｇcomplｅｔe,fullyfuｎcｔｉonａlappliｃabilｉｔy

２.3eａsytolearｎandusebyenｇiｎeeringstaｆfｗｅlcｏmｅｓthｅﻫ

2.４Ｓｙstemdeｓign,cｏnstrｕｃtiｏnwｏrｋinsｍall,ｅasymaintｅｎaｎce,easytotrａnsformﻫ

2.5smallsizｅ,lighｔwｅiｇｈt,ｌｏweｎｅｒgｙｃｏnsumｐtioｎﻫ3ＰLCBａsiｃsﻫ

ＰLCcouｒsｅofdeveｌopｍeｎｔｉntｈeindustriaｌpｒoducｔiｏnｐrocｅｓs,alａrgenｕmberofswitchｅstｏcontrolthevoluｍeoftheｏrder,ｗhichｉｎaｃｃoｒdancewiththeｔermsofｔheorderoｆthelogicofaction,andinaｃcｏrｄanｃewiththelｏｇｉcoftherｅlａtiｏnshipbetweenthecｈaintｏｐｒoｔectthecontrolａctioｎ,aｎdaｌarｇenumbｅrofdisｃrｅｔevolｕｍedaｔaｃoｌｌectioｎ.Ｔｒaditｉonaｌly，theseｆunｃtｉonsthｒoｕghpneumaticoｒｅleｃtrｉcalcontrolsｙsｔemtoａcｈｉeｖe.

４PLCapｐlｉcationsﻫ

Ａｔpｒesenｔ,PＬＣaｔhomeａndaｂroａｄ,hasbeｅnｗiｄeｌｙｕsｅdiｎｉrｏnａndsｔeel，ｐetrolｅuｍ，chｅmical,ｅlｅctriｃpower,buｉlｄingmaterials,machinｅrymaｎufacturing,automobile,ｔeｘtiｌe,traｎｓpｏrtation，enviroｎmentalｐrｏtectionanｄｃulturａleｎtertaｉｎmentandｏtｈerinｄｕｓtrｉｅs,tｈｅｕｓecａnbｅbroaｄlｙdividediｎｔothｅfｏllowingcａtegorieｓ.ﻫ(１)Ｔｈeloｇiccoｎｔｒｏlswitcｈﻫ

PLCwhichｉsthｅｍｏsｔfundamｅntａｌanｄｗide-rangｉngaｐpｌicatioｎs,whichｒｅlａyｔoｒｅplacｅthetraditioｎaｌcirｃuits,therealizaｔｉonoｆtｈelｏgicofcｏnｔｒｏl,ｏrderｃontrｏl，eｑｕｉpｍeｎtcanbeｕｓedfｏrａsｉnglecontrｏlgroｕｐcaｎalｓｏbeｕsedｆｏｒmulti-linｅcontrolanｄautoｍaｔion.Ｓｕｃhasinｊectioｎmoldinｇｍachines,priｎｔiｎgpｒeｓses,Protocｏlmａchinerｙ,moduｌarmachｉneｔｏoｌｓ,grindiｎgｍachinｅs,packagiｎgproductionｌine，aｓｓemｂlyline,suchaｓｅｌectrｏｐlatinｇ.ﻫ(2)Analｏgcoｎtrｏl

Intheｉndｕｓtｒｉalpｒｏduｃtｉonｐroceｓｓ,ｔhereaｒｅmａｎychａｎｇeｓinｔheaｍounｔofｃontinuoｕs,suchasteｍperatｕre,pressure，flｏｗ,levelandspeｅｄarｅallanalog．Ｉnordｅｒｔoｄealwithanａlogprogrammaｂlecｏnｔroｌler，theｎeeｄforaｎalｏｇ(Analog）ａn