【正文】 .............. 23 斷電控制電路設(shè)計 .................................................................................... 23 通訊電路 ........................................................................................................... 24 CAN 現(xiàn)場總線介紹 .................................................................................. 24 CAN 總線的硬件實(shí)現(xiàn) ............................................................................... 25 CAN 總線與上位機(jī)的連接 ........................................................................ 26 電源模塊硬件設(shè)計電路圖 .................................................................................. 28 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .......................................................................................................... 29 主程序 .............................................................................................................. 29 中斷子程序 ........................................................................................................ 30 聲光報警子程序 ................................................................................................ 31 結(jié) 束 語 ........................................................................................................................ 33 致 謝 ........................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 35 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 附 錄 1 ........................................................................................................................ 36 附 錄 2 ........................................................................................................................ 37 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 1 緒論 煤礦中含有大量的甲烷（ CH4） 等易燃易爆氣體，發(fā)生事故后會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，危及礦工的生命。隨著煤礦開采技術(shù)手段的不斷改進(jìn)和開采規(guī)模的擴(kuò)大及開采深度的不斷延伸，安全隱患越來越多，瓦斯事故 ， 特別是中、特大瓦斯事故在煤礦事故中所占的比例也越來越高。如果不把瓦斯事故控制住，就不能實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)狀況的穩(wěn)定，也就無法保障煤炭工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。所以，對煤礦井下瓦斯氣體進(jìn)行快速準(zhǔn)確的監(jiān)測顯得尤為重要，對易燃易爆混合氣體監(jiān)測的研究和開發(fā)也成為人們一直關(guān)注的問題。 課題背景 我國是煤炭生產(chǎn)大國，隨著煤礦機(jī)械化程度的提高，礦井生產(chǎn)能力 和生產(chǎn)效率普遍加大，煤炭年產(chǎn)量居世界首位，產(chǎn)煤量占世界總產(chǎn)煤量的 20%。但同時我國也是煤礦安全形勢最為嚴(yán)峻的國家之一。 近年來，瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)和數(shù)百萬名 煤礦 工的生命安全 ， 瓦斯災(zāi)害已成為制約我國煤礦安全生產(chǎn)和煤炭工業(yè)發(fā)展的重要因素 ，可以說 瓦斯爆炸已經(jīng)成為礦難的第一大禍?zhǔn)住? 國有地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井占 15%左右。 在許多發(fā)達(dá)國家中為了減少事故的發(fā)生，一般不會開采高瓦斯災(zāi)害隱患嚴(yán)重的礦井。但中國是一個能源饑渴大國，煤炭是我國的主要能源，占一次性能源構(gòu) 成的 75%,所以不論是低瓦斯還是高瓦斯，都在積極創(chuàng)造條件，照采不誤。 多年來的實(shí)踐證明， 瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)測監(jiān)控器在監(jiān)測煤礦井下安全狀況，防范安全隱患方面起著重要作用，充分發(fā)揮其作用，是我國煤礦安全形勢實(shí)現(xiàn)好轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。 近年來，國有重點(diǎn)煤礦瓦斯爆炸事故較少的原因之一，就是絕大多數(shù)煤礦的高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井安裝了瓦斯 濃度 監(jiān)測監(jiān)控 系統(tǒng) 。 綜上所述，瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測監(jiān)控 系統(tǒng) 所要實(shí)現(xiàn)的功能包括根據(jù)所選的瓦斯傳感器來設(shè)定瓦斯?jié)舛阮A(yù)警值，采集瓦斯?jié)舛炔⑦M(jìn)行濃度顯示及處理。當(dāng)實(shí)際濃度超限時進(jìn)行聲光報警并同時控制排風(fēng)扇進(jìn)行排風(fēng)以降 低濃度含量。所以開發(fā)設(shè)計出河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 一種操作簡單的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控器，對有效的預(yù)防和減少瓦斯爆炸具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 瓦斯監(jiān)測的現(xiàn)狀 國內(nèi)對瓦斯的檢測以 CH4 檢測為主 ,毒氣的檢測以 CO 檢測為主 。而國外用可燃性氣體的檢測代替單一 CH4 氣體的測量 ,毒氣包括 H2S 的測量。 單從我國技術(shù)發(fā)展上來說，我國在瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用上起步較晚，上世紀(jì) 80 年代初才從國外引進(jìn)了這一系統(tǒng)，而且僅用于部分國有重點(diǎn)煤礦，所以就瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)而言，目前也存在著不夠完善的地方： 第一， 我國煤礦的瓦斯災(zāi)害防治技術(shù) 雖 已處于世界先進(jìn)水平，但防災(zāi)抗 災(zāi)的安全儀表和裝備的技術(shù)水平與國外相比差距較大。 第二， 受技術(shù)條件限制，許多煤礦的瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)無法傳輸給集團(tuán)公司或上級主管部門，仍未建立全集團(tuán)或整個地區(qū)的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。 第三，已 安裝 的 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)型號各異，信號傳輸方式不盡相同，有的采取時分制，有的采取頻分制，還有的利用載波傳輸，給系統(tǒng)的管理、使用、維護(hù)以及聯(lián)網(wǎng)帶來諸多不便。 第四，由于瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)對氣體傳感器的精度、性能、穩(wěn)定性方面的要求越來越高，因此對氣體傳感器的研究和開發(fā)也越來越重要。 瓦斯監(jiān)測的發(fā)展方向 隨著我國電子技術(shù)以及各項(xiàng)科學(xué)技 術(shù)的飛速發(fā)展，作為保證我國煤礦安全生產(chǎn)的有效措施之一的煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)在科研和應(yīng)用方面必定會在原有基礎(chǔ)上不斷的加以完善，并取得長足的發(fā)展。為了滿足安全生產(chǎn)的需求，隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，氣體傳感器發(fā)展的趨勢應(yīng)該是微型化、智能化和多功能化。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 2 系統(tǒng)概述 隨著超大規(guī)模 數(shù)字 集成電路、單片機(jī)技術(shù)的 飛速 發(fā)展，利用單片機(jī)及其它外圍芯片實(shí)現(xiàn) 對瓦斯的監(jiān)測 成為 一種 可能， 并 且 成為 一種發(fā)展趨勢。它 具有 體積小、操作簡單、 安裝 方便、功能較齊全等優(yōu)點(diǎn)，而且 性能價格比也很高 ，應(yīng)用前景 非常 廣泛。 因此此次設(shè)計整體上是 基于單 片機(jī)來實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測報警。在這里我們運(yùn)用到的氣敏傳感器是，它是用來檢測外部瓦斯的濃度（其檢測到的濃度值為模擬量），并將檢測到的模擬信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出出來。然后再將電壓信號進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換變換成數(shù)字信號，并在單片機(jī)的控制下將其輸入，然后在內(nèi)部軟件編程下進(jìn)行數(shù)值變換處理。在單片機(jī)進(jìn)行完數(shù)據(jù)處理后就將其結(jié)果輸出顯示，從而顯示出瓦斯氣體的濃度， 其中顯示部分我采用四位的 LED 數(shù)碼管， 用于顯示瓦斯?jié)舛戎怠Ｈ魧?shí)際瓦斯?jié)舛瘸迍t 在單片機(jī)的控制下進(jìn)行聲光報警 ，同 時利用 CAN 總線進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到 井 下獨(dú)立報警，井上同時知曉的報警效果，提醒生產(chǎn)人員離開，避免生產(chǎn)事故。 系統(tǒng)框圖 此次設(shè)計的煤礦瓦斯監(jiān)測報警器的系統(tǒng)框圖如下所示：主要由氣體 傳感器MC11 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC080單片機(jī) AT89S5 LED 顯示電路、聲光報警裝置和基于 CAN 總線的