多用戶煤氣檢測系統(tǒng) 開題報告表

1、多用戶煤氣檢測系統(tǒng)設計 的開題報告一、選題的目的及研究意義 近年來隨著人民生活水平的提高，管道煤氣和灌裝煤氣已深入到尋常百姓家。但由于使用不當或設備老化或管道和閥門不好等原因?qū)е碌拿簹庑孤O大地威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。由于這些原因，對于氣體的檢測與控制就變得很重要了。煤氣泄漏而大量產(chǎn)生的一氧化碳是煤氣中毒事件的根源，如采用煤氣泄漏報警器就能得到及時的警示，單片機在日用電子產(chǎn)品中的應用越來越廣泛，為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好地更方便的設施。為了防止中毒事件的再次發(fā)生，提供利用單片機系統(tǒng)進行有效的預防對策，為此設計出家用煤氣泄漏報警器控制器。一氧化碳的濃度與健康成年人中毒的可能癥狀：50

2、ppm 健康成年人在八小時內(nèi)可以承受的最大濃度200 ppm 2-3小時后，輕度頭痛、乏力400 ppm 1-2小時內(nèi)前額痛，三小時后威脅生命800 ppm 45分鐘內(nèi)眼花、惡心、痙攣，2小時內(nèi)失去知覺，2-3小時內(nèi)死亡1600 ppm 20分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心，1小時內(nèi)死亡3200 ppm 5-10分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心，25-30分鐘內(nèi)死亡6400 ppm 1-2分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心，10-15分鐘死亡12800 ppm 1-3分鐘內(nèi)死亡二、綜述與本課題相關領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應用領域等 煤氣泄露報警器是當前眾多學者共同關注的前沿熱門研究領域。通過了解、熟悉國內(nèi)外的有關

3、煤氣泄漏報警器的設計創(chuàng)新情況，得知煤氣泄漏報警器的發(fā)展狀況與應用前景。 國外從20世紀30年代開始研究及開發(fā)氣體傳感器，且發(fā)展迅速，一方面是因為人們安全意識增強，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是因為傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，美國1996年2002年氣體傳感器年均增長率為27%30%。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得氣體檢測儀器的體積也逐漸變小，提高了氣體檢測儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運輸及市場推廣。1960年5月，日本開發(fā)完成了第一臺接觸燃燒式家用燃氣泄漏報警器，次年12月其改良產(chǎn)品問世，改良的報警器可以檢測燃氣、

4、一氧化碳等氣體，可以安裝在浴室或者采用集體監(jiān)視。我國在70年代初期開始研制可燃性氣體報警器，生產(chǎn)型號多樣、品種較齊全，應用范圍也由單一的煉油系統(tǒng)擴展到幾乎所有危險作業(yè)環(huán)境的各種類型報警器，產(chǎn)品數(shù)量也在不斷增加。但主要是在引進國外先進的傳感器技術(shù)和先進的生產(chǎn)工藝基礎上，進行研究與開發(fā)形成自己的特色。近年來，在氣體選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進步。燃氣報警器可分為民用可燃氣體報警器、工業(yè)用可燃氣體報警器、有毒有害氣體報警器三大系列產(chǎn)品。 檢漏儀的體積較小，可隨身攜帶或手持，主要應用于燃氣管理的查漏與巡檢。若有燃氣泄漏，檢漏儀便會發(fā)出聲光報警，同時數(shù)字顯示氣體濃度，以便及時 采取安全措施，防止爆炸等

5、惡性事故的發(fā)生。目前，一般的煤氣報警器功能單一，或是必須手動復位閥門系統(tǒng)，性能穩(wěn)定性低。而大型的監(jiān)控系統(tǒng)又價格不菲，需專門的技術(shù)人員來管理，不適用于中小企業(yè)和家庭。 家用煤氣泄漏報警器是非常重要的燃氣安全設備，它是安全使用城市燃氣的最后一道保護。煤氣泄露報警器通過氣體傳感器探測周圍環(huán)境中的低濃度的可燃氣體，通過采樣電路，將探測信號用模擬量或數(shù)字量傳遞給控制器或控制電路，當可燃氣體濃度超過控制器或控制電路中設定的值時，控制器通過執(zhí)行器或執(zhí)行電路發(fā)出報警信號或執(zhí)行關閉燃氣閥門等動作。 三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設計（實驗）方案進行說明，論文

6、要寫出相應的寫作提綱 煤氣泄漏自動檢測系統(tǒng)的研究主要是針對CO氣體，研究一個基于單片機的多用戶煤氣泄漏報警系統(tǒng)。本設計擬按以下思路展開研究：（1） 根據(jù)該設計要實現(xiàn)的基本功能，設計大致應該分為信號采集放大，信號處理控制，系統(tǒng)設置報警三個部分。a) 信號采集部分即通過氣體傳感器檢測室內(nèi)氣體濃度，將這種變化量轉(zhuǎn)化成電壓模擬量的變化，然后通過運放進行必要的放大。b) 信號處理部分是為實現(xiàn)精確控制，采用單片機。將采集到的模擬信號送A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入控制器進行處理，并將處理過的信號送存儲器保存和顯示器顯示。c) 系統(tǒng)設置報警部分是通過預定控制方式并利用蜂鳴器報警實現(xiàn)系統(tǒng)的準確操作。(2)采用

7、高性能半導體氣體傳感器，采用巡回檢測的方法檢測各用戶房間的氣體濃度，將檢測到的濃度信號送入A/D芯片中進行模-數(shù)轉(zhuǎn)換。利用AT89C51單片機控制聲音報警、鍵盤輸入、存儲器運行，并將氣體傳感器檢測到的濃度值在LED顯示器上顯示出來。本設計采用QM-N5型氣體傳感器，現(xiàn)將此傳感器簡單介紹如下: 1） 特點; QM-N5型氣體傳感器是以金屬氧化物SnO2為主體材料的N型半導體氣敏元件，當元件接觸還原性氣體時，其電導率隨氣體濃度的增加而 迅速升高。適用于天然氣、煤氣、汽油、乙炔、煙霧等的檢測，屬于N型半導體元件，靈敏度較高，穩(wěn)定性較好，響應和恢復時間短。用它做成的報警器完全可以達到UL2034標準，

8、不需溫、濕度補償。2） 工作條件：工作壓力：5V±0.5V環(huán)境條件：溫度-10+50,相對濕度95%初期穩(wěn)定時間：15分鐘響應時間：10S回復時間; 60S檢測煤氣濃度范圍：5020000ppm3)對一氧化碳反應的敏感度：見附表高濕高溫對傳感器的影響：此傳感器可承受96%RH相對濕度、70的環(huán)境條件，但基電平升高。由于時間緊張，設計中的不足，本次研究還有需要完善的地方，本次開題報告只是初步的設計構(gòu)思，但理論上具有可行性，實踐還有待進一步證明。四、檢索與本課題有關參考文獻資料的簡要說明1余錫存,曹國華.單片機原理與接口設計第二版.西安電子科技大學出版社，2007,1145.2侯建華，基

9、于TLC2543L的A/D轉(zhuǎn)換模板的設計J,機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2007,1.3李全釗,遲榮強.單片機原理及接口技術(shù)M.高等教育出版社 . 2003. 4DS12887數(shù)據(jù)手冊OL.DALLAS公司出品.5顏克華，蘇開才.串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543與80C196的接口及編程J.電子質(zhì)量2004,9.6高吉祥.數(shù)字系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)設計 電子工業(yè)出版社.2007,15-59.7謝自美.電子線路綜合設計，華中科技大學出版社.2006,79-165.8何道清，張禾.傳感器與傳感器技術(shù)M.科學出版社 . 2008.9陳偉.MCS-51系列單片機實用子程序集錦M.北京：清華大學出版社.1993.10

10、趙負圖.數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)M.北京：北京科學技術(shù)出版社.1987.11謝劍英.微型計算機控制技術(shù)M.北京：國防工業(yè)出版社.2007.12王若鯨.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)入門M.北京：人民郵電出版社.1984.13晃陽.單片機MCS-51原理及應用開發(fā)教M.清華大學出版社.2007.15.6.14 V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier EffectJ ,200215 Yeager

11、Brent.How to troubleshoot your electronic scaleJ. Powder and Bulk Engineering. 1995五、畢業(yè)論文進程安排1. 2012年12月，結(jié)合個人專業(yè)特點及就業(yè)方向，確定畢業(yè)設計題目。2. 2013年1月到2013年2月，學習單片機、電路等相關知識，掌握單片機應用系統(tǒng)的設計方法。3. 2013年3月1日到2013年3月20日，查找資料，確定研究方法，進行開題報告。4. ，3月21至25日，方案論證，翻譯指定的外文資料。5. 2013年3月26日至4月10日，完成硬件電路設計，完成各部分電路的設計 計算參數(shù)，測試等和原理圖的繪制。6. 2013年4月11日至30日，完成系統(tǒng)軟件的設計 ，根據(jù)設計方案的可靠性，可實現(xiàn)性等完成各子模塊的程序編寫，再分別在仿真軟件下