【正文】 摘 要隨著工業(yè)水平和科技水平的提高，人們越來越多的開始關(guān)注安全問題，尤其是日常生活實用的煤氣存儲問題，近年來每年都會有這樣的報道，由于煤氣泄漏造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。盡管市場上已經(jīng)存在一些煤氣警報器，但是簡單的報警無法從根本上解決問題，無法及時的自動的處理險情并且報警尋求幫助。目前互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大勢所趨，因此本文介紹了一個基于局域網(wǎng)絡(luò)的煤氣監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STM32F103ZET6為核心，采用TCP/IP協(xié)議，利用下位機的WIFI模塊，通過局域網(wǎng)將檢測到的信息實時傳輸給上位機。該系統(tǒng)下位機配以煤氣傳感器、溫濕度傳感器、WiFi傳輸模塊、排風(fēng)扇、TFT_LCD顯示模塊等，上位機為以C++為基礎(chǔ)的MFC編程，利用VC++，建立可視化窗口，完成對下位機傳輸數(shù)據(jù)的實時顯示，及時了解煤氣罐存儲的環(huán)境信息，實時檢測煤氣是否發(fā)生泄漏，氣體存儲的條件是否適宜。該系統(tǒng)可完成對煤氣濃度的采集，顯示，數(shù)據(jù)處理，聲光報警，控制執(zhí)行機構(gòu)等功能，同時還對煤氣存儲的條件進(jìn)行監(jiān)控，確保氣體在存儲時環(huán)境適宜。本系統(tǒng)對煤氣的檢測利用的是半導(dǎo)體氣敏元件MQ_2氣體傳感器，MQ_2氣體傳感器使用的氣敏材料，這種氣敏材料是電阻值較高的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電阻值隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而減小。使用簡單的電路即可測量，其原理是將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。存儲環(huán)境的檢測采用DHT11傳感器，該傳感器包括一個電阻式感濕元件，還有一個NTC測溫元件，能準(zhǔn)確對存儲環(huán)境的溫濕度進(jìn)行測量。該系統(tǒng)集成度高，可靠性好，工作穩(wěn)定，信息傳輸安全可靠，實時性好，操作簡單方便，便于煤氣罐存儲環(huán)境的監(jiān)測。關(guān)鍵詞:局域網(wǎng)；C++上位機；液化氣濃度檢測；氣體環(huán)境檢測；abstractWith improvement of industrial level and the level of science and technology, more and more people began to attention to security issues, especially in the daily life and practical gas storage problems, in recent years every year reported due to a gas leak caused casualties and property losses. Although there are some gas alarms on the market, but the simple alarm can not fundamentally solve the problem, can not be timely automatic handling of dangerous situations and the police to seek help. The Internet, Internet has bee the trend of the times. Therefore, this paper introduces the a gas monitoring system based on local area network, the system stm32f103zet6 as the core, the use of TCP / IP protocol, usingWiFi module of the lower position machine, through the LAN will detect information realtime transmission to the host puter.The hypogynous machine to gas sensors, temperature and humidity sensors, WiFi transmission module, exhaust fan, TFT LCD display module, PC is in C + + is based on the MFC programming, using VC + + platform, a visualization window, on the lower position machine data transmission realtime displaying, timely understanding of the gas storage tank of environmental information, the realtime detection of the gas leak, gas storage suitability. The system can plete the acquisition of gas concentration, display, data processing, sound and light alarm, control the actuator and conditions of gas storage monitoring, ensure that gas is stored in a suitable environment.The system of gas detection and use of the semiconductor gas sensor MQ_2 gas sensor, MQ_2 gas sensor using the gas sensitive material is in the clean air resistance of the higher value of two tin oxide (SnO2). The change of the resistance value can be converted into an output signal corresponding to the gas concentration by using a simple circuit. The DHT11 sensor is used for detecting the storage environment, the sensor prises a resistive sensor and a NTC temperature measuring element, which can accurately measure the temperature and humidity of the storage environment.The system has the advantages of high integration, good reliability, stable operation, reliable information transmission, good realtime performance, simple operation and convenient monitoring of the storage environment of the gas tank.Keywords: local area network。 C++ host puter。 liquefied gas concentration detection。 目 錄第一章 緒論 1 1 煤氣罐存儲安全研究的意義 2第二章 煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計 3 3 煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的基本功能 3 4第三章煤氣罐監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 6 煤氣罐倉庫監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)硬件總體框圖 6 STM32單片機的特點及應(yīng)用 6 系統(tǒng)檢測裝置簡介 8 煙霧傳感器MQ2 8 溫濕度傳感器 DHT11 9 12位AD轉(zhuǎn)換 12 通信及顯示模塊 13 顯示模塊 13 TFTLCD 13 可變靜態(tài)存儲器FSMC 15 16 電源轉(zhuǎn)換電路 18 通風(fēng)報警電路 19第四章 煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計 21 21 21 25 27 29 29 上位機編程語言的簡介 31 上位機功能及實現(xiàn) 32第五章結(jié)論與展望 39 39 39致謝 41參考文獻(xiàn) 4249 / 52第一章 緒論煤氣的應(yīng)用由來已久，并且在國民生活中占著很大的比例，雖然進(jìn)入21世紀(jì)，電力的應(yīng)用在生活中的逐漸擴張開，但是液化石油氣的應(yīng)用依然是人類生活不可或缺的一部分，液化石油的應(yīng)用較農(nóng)村傳統(tǒng)使用的木柴更加保護(hù)環(huán)境，其利用率，燃燒效率都比較高效，但是，隨著生活標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提高，各種各樣的液化氣使用裝置慢慢走入人類的視野，但其中也伴隨著一些安全隱患，時常有人因為煤氣泄漏，或者煤氣使用裝置不合格發(fā)生火災(zāi)，甚至爆炸，長期危險著人類的生命安全。隨著人類對煤氣的使用，對于煤氣傳輸安全，使用安全，一直進(jìn)行著不懈的努力，例如，利用現(xiàn)代技術(shù)生產(chǎn)的管道檢測機器人，它是一種針對煤氣管道傳輸過程中，氣體泄漏檢測，管道內(nèi)部修理，清潔作業(yè)的小型機器人，保障了氣體傳輸?shù)陌踩?，使氣體傳輸更加安全化。這不僅減少了人力的投入，節(jié)約了成本，更加保證了使用的安全。針對家庭使用煤氣罐，有時正在做飯時，忽然煤氣使用完了，導(dǎo)致做飯不得終止，于是便有了，煤氣罐存量檢測計，通過壓力傳感器，檢測出空罐是的重量，再次檢測出充滿液化氣的罐子的重量，通過多次數(shù)據(jù)分析，測出罐內(nèi)氣體的容量，并在顯示器上進(jìn)行顯示，是主人隨時隨地都可以了解氣體的剩余量。這樣使用起來更加方便，當(dāng)煤氣使用殆盡的時候，主人可以及時沖液化氣。這些都是對于液化氣使用過程中的安全性，簡便性的不懈探索。從煤氣的產(chǎn)生到煤氣的使用，伴隨著很多技術(shù)的改革。人們從開始簡單的對石油氣進(jìn)行收集利用，到現(xiàn)在大規(guī)模的傳輸，其中國內(nèi)最大的氣體傳輸就是西氣東輸，西起塔里木盆地，東至上海。這是一個惠及民生的基礎(chǔ)建設(shè)工程，它的建立使自動化控制技術(shù)在煤氣傳輸中再次得到了提高，西氣東輸改善了人類 利用能源的結(jié)構(gòu)，使得大量的天然氣從西部地區(qū)傳輸?shù)綎|部，解決了東部燃?xì)獠蛔愕膯栴}，氣體的運輸就要考慮安全性問題，因此在其中自動化檢測技術(shù)便得到了廣泛的應(yīng)用，對于管道的焊接，使用自動化技術(shù)進(jìn)行管道檢測，查看是否有焊接漏洞，對氣體傳輸是的泄漏提早預(yù)防。對于氣體的存儲，像傳統(tǒng)的化學(xué)用品一樣，大都采用安全的防護(hù)措施，但是缺乏自動控制應(yīng)用，還是對安全性提出了一定的挑戰(zhàn)，例如天津發(fā)生的化學(xué)品爆炸事件，如果利用自動化技術(shù)對其進(jìn)行監(jiān)管，使得險情提前發(fā)現(xiàn)，會在一定程度上減少人民財產(chǎn)損失，降低事故率，對于國內(nèi)現(xiàn)在煤氣罐的存儲，大部分情況下還是采用人力看管為主，白天在操作工人的監(jiān)管下進(jìn)行，但工人下班之后，就會出現(xiàn)無人監(jiān)管的情況。這種現(xiàn)象對煤氣罐的存儲產(chǎn)生了安全隱患，事故的而發(fā)生往往就在一瞬間，因此對于人力的監(jiān)控，不能實時的到控制，這就需要一套自動化控制裝置，來完成人力的不足，做到控制實時性，保證煤氣罐倉庫的存儲安全。 煤氣罐存儲安全研究的意義國內(nèi)外對于液化氣的傳輸還有使用時都進(jìn)行了各種安全保護(hù)，本文煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)針對煤氣在存儲過程中可能發(fā)生的泄漏事件進(jìn)行了研究，確保煤氣存儲的安全，避免災(zāi)難的發(fā)生，降低由于疏忽為題導(dǎo)致的事故率。21世紀(jì)，進(jìn)入到互聯(lián)網(wǎng)時代，本文的煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，緊跟時代的潮流，摒棄了傳統(tǒng)利用線路進(jìn)行傳輸?shù)穆闊?，利用局域網(wǎng)，通過WIFI模塊進(jìn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸，上位機對倉庫煤氣罐倉庫存儲的環(huán)境信息進(jìn)行實時的監(jiān)控，確保在存儲的過程中，發(fā)生煤氣泄漏提早采取補救措施，使煤氣罐在存儲時待在一個適宜的溫度。盡可能保護(hù)存儲的安全，減少隱患的發(fā)生。煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的使用較傳統(tǒng)的人工監(jiān)測更加安全，解放了勞動力，減少了存儲時所消耗的費用，重要的是排除了人力監(jiān)測的誤差，是煤氣存儲更加安全。第二章 煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計煤氣是一種易燃易爆的危險氣體，它的存儲至關(guān)重要，如果處置不當(dāng)，可能會引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，對人民群眾的生命安全存在隱患。因此煤氣罐倉庫的監(jiān)控系統(tǒng)要充分考慮存儲的安全性。對于氣體的存儲，一般采用壓縮氣體的方法，將大量氣體壓縮到罐體當(dāng)中，使得罐體內(nèi)部壓強是外部氣壓的數(shù)倍，如果存儲環(huán)境中發(fā)生火災(zāi)，或者存儲的氣體發(fā)生泄漏，導(dǎo)致煤氣罐發(fā)生爆炸，那么煤氣罐倉庫的工作人員將有生命危險。 因此煤氣罐倉庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的主要原則是：安全性原則、穩(wěn)定性原則，實時性原則。 煤氣罐倉庫環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的基本功能該系統(tǒng)是基于ARM的STM32f103ZET6的煤氣罐環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，體統(tǒng)總體的布局包括兩部分，一部分是下位機的信息采集部分，對系統(tǒng)需要收集的煤氣濃度、溫濕度進(jìn)行采集，第二部分是上位機，上位機采用VC++，在VC++，利用C++開發(fā)語言，采用微軟的windows API函數(shù)集成庫MFC進(jìn)行窗口平臺的開發(fā)，上位機開發(fā)頁面及顯示和控制于一體，對于煤氣罐存儲環(huán)境進(jìn)行實時準(zhǔn)確了解。下位機采集信息包括液化氣氣體濃度、存儲倉庫的氣體濕度、溫度。由于主控板采用STM32F103ZET6，該芯片包含112個外部引腳，78個外部中斷，8路定時器，2路AD轉(zhuǎn)換等。STM32F103ZET6強大的處理能力以及內(nèi)部眾多的外設(shè)使得系統(tǒng)的開發(fā)更加簡單。氣體濃度檢測使用MQ_2氣體傳感器，MQ_2氣體傳感器使用的氣敏材料，這種氣敏材料是電阻值較高的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電阻值隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而減小。使用簡單的電路即可測量，其原理是將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。存儲倉庫環(huán)境的檢測采用DHT11傳感器，該傳感器包括一個電阻式感濕元件，還有一個NTC測溫元件，能準(zhǔn)確對存儲環(huán)境的溫濕度進(jìn)行測量。下位機采集到檢測信息后，經(jīng)過單片機處理，和預(yù)設(shè)氣體濃度進(jìn)行比較，當(dāng)氣體濃度大于預(yù)設(shè)值，啟動排風(fēng)扇，降低液化氣濃度，同時提醒操作人員檢查存儲倉庫內(nèi)的液化氣是否泄漏，對危