【正文】 制，所以設(shè)計(jì)仍然采用的是5V繼電器和指示燈來(lái)替代電磁閥和排風(fēng)扇。設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是功能全面，可以實(shí)現(xiàn)的功能更多，智能化程度更高，但是硬件成本比較高昂，單片機(jī)資源也有限，需要擴(kuò)展，難度也比較高，配套的系統(tǒng)也開(kāi)發(fā)成本也很高。 渦輪傳感器方案元件及成本方案采用氣體渦輪流量傳感器作為主傳感器，主要元件有MCU 89C52 渦輪傳感器、雙金屬片、EN28J60網(wǎng)卡模塊、1602液晶顯示模塊、電磁氣閥，排風(fēng)扇等成本方面主要集中在網(wǎng)卡和渦輪氣流傳感器，渦輪流量傳感器主要針對(duì)氣體的，所以一般這樣的傳感器專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，成品度很高，價(jià)位最低的精度不高的，都要在人民幣200以上。渦輪傳感器得到實(shí)時(shí)的流量信息，如果渦輪傳感器有流量，而雙金屬片因?yàn)橛惺軣嶙冃危ㄩ_(kāi)關(guān)，常閉或者常開(kāi)）認(rèn)為燃?xì)庑孤?，電磁閥自動(dòng)閉合，閉合后仍然有流量信息，給出警報(bào)。主要是程序部分是不是能完整工作。 53月30日4月 5日微調(diào)后方案硬件部分工作測(cè)試針對(duì)微調(diào)后的方案，硬件部分保證工作正常，功能完整。畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間和工作的協(xié)調(diào)很重點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)計(jì)劃非常重要，所以我們根據(jù)設(shè)計(jì)要求，指定了分組和設(shè)計(jì)計(jì)劃，分工我主要負(fù)責(zé)硬件電路部分，計(jì)劃按照時(shí)間如下表：天然氣自動(dòng)通斷裝置設(shè)計(jì)計(jì)劃 日期：2011229～2011510周期日期內(nèi)容說(shuō)明備注 13月 1日3月 8日確定元器件初步選型初步選型，在老師指導(dǎo)下，確定出方案 23月 9日3月15日選購(gòu)器件，搭建開(kāi)發(fā)板通過(guò)確定的方案，搭建開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行測(cè)試，分模塊進(jìn)行。在很多工廠里，現(xiàn)在也用天然氣取代了傳統(tǒng)的能源，作為生產(chǎn)用主要能源，以降低生產(chǎn)成本，所以，這些工廠的用氣安全形勢(shì)也很?chē)?yán)峻。 在安全生產(chǎn)方面，我們都知道，中國(guó)的煤礦事故頻發(fā)，很多安全事故就是因?yàn)橥咚節(jié)舛群芨撸斐傻谋?，?jù)權(quán)威數(shù)據(jù)，2011年的煤礦死亡人數(shù)就有2000人，造成的經(jīng)濟(jì)損失，更是無(wú)法直接統(tǒng)計(jì)，例如2005年9月5日，山西省大同礦業(yè)集團(tuán)公司永定莊煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故，死亡31人。 首先是家用，現(xiàn)代社會(huì)，生活節(jié)奏很快，白天常常家里沒(méi)有任何人，如果在房主不在的情況下，發(fā)生了燃?xì)庑孤┗蛘呋馂?zāi)情況下，將是十分危險(xiǎn)的，而天然氣自動(dòng)通斷裝置，不光能檢測(cè)出天然氣及各種燃?xì)獾男孤?，更能自?dòng)通過(guò)關(guān)閉總閥，自動(dòng)通風(fēng)，并給出警報(bào)。這些氣體燃料，比如液化石油氣、天然氣、煤氣等這些氣體主要含有烷類(lèi)、烴類(lèi)、烯類(lèi)、醇類(lèi)、苯類(lèi)以及一氧化碳、氫等成分，是易燃、易爆、有毒、有害的氣體。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、成本低廉的特點(diǎn)，因此具有很廣泛的應(yīng)用前景。從安全方面考慮，設(shè)計(jì)一個(gè)低成本和安全可靠的天然氣自動(dòng)通斷報(bào)警裝置是很必要的。西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院論文本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)題目:可燃?xì)怏w自動(dòng)通斷裝置教學(xué)單位 ______電信學(xué)院_______姓 名 ________________學(xué) 號(hào) _ ____年 級(jí) ______________專(zhuān) 業(yè) ______自動(dòng)化________指導(dǎo)教師 ___ 職 稱(chēng) ___ 年 月日摘要隨著國(guó)家的西氣東輸工程的實(shí)施，現(xiàn)在越來(lái)越多家庭和工廠使用天然氣作為能源；包括城市公交出租也采用天然氣來(lái)代替汽油來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本。本設(shè)計(jì)就是針對(duì)利用單片機(jī)和傳感器作為系統(tǒng)主要部分，來(lái)進(jìn)行天然氣（烷類(lèi)氣體）的檢測(cè)，一旦發(fā)生氣體濃度，可以進(jìn)行警報(bào)和即時(shí)處理。關(guān)鍵詞: 可燃?xì)怏w 氣體傳感器 單片機(jī) 報(bào)警器AbstractWith the nation39?？扇?xì)怏w的特點(diǎn)是易流動(dòng)、易燃燒，在常溫下是氣體，但是在生產(chǎn)、輸送、貯存和使用這些氣體的過(guò)程中，我們常常采用的是一種高壓的方式，使這些氣體液化，達(dá)到縮小體積的目的，但是如在使用這樣的高壓設(shè)備時(shí)違反操作規(guī)程或設(shè)備密封質(zhì)量不好，都有可能發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏的現(xiàn)象。排除危險(xiǎn)。同年的9月27日，貴州省水城礦務(wù)局木沖溝煤礦發(fā)生特大惡性瓦斯爆炸事故，162人死亡。 由此可見(jiàn)天然氣自動(dòng)通斷裝置無(wú)論是在人們的日常生活中，還是在工廠生產(chǎn)過(guò)程中，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量周?chē)h(huán)境中的天然氣體，有毒有害氣體泄露，對(duì)保護(hù)人民的身體健康和財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。 33月16日3月22日模塊測(cè)試主要針對(duì)硬件的電路部分，進(jìn)行測(cè)試。 64月 6日4月12日程序的設(shè)計(jì)對(duì)前期測(cè)試的各個(gè)模塊工作的程序進(jìn)行功能性的整合和設(shè)計(jì)，讓系統(tǒng)能按照要求工作。 94月26日5月 3日完成最后的電路部分測(cè)試全部完成，最后電路的整合，完成產(chǎn)品，電路的設(shè)計(jì)和調(diào)整穿插在后期的4周，需要考慮做PCB板的時(shí)間。由于渦輪流量傳感器的加入，我們得到的信息有用氣量，所以在軟件的功能設(shè)計(jì)上，引入用氣量的檢測(cè)，得到天然氣的用氣量，甚至通過(guò)單片機(jī)設(shè)置警戒值，來(lái)提醒每月用氣額度，提醒節(jié)約的意識(shí)。在網(wǎng)卡模塊，因?yàn)?1系列能穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)卡芯片，比較少，也不是很主流，采用的都是貼片設(shè)計(jì)，所以在網(wǎng)卡方面，選取的余地比較小，采用的EN28J60模塊算是比較低廉的，大約在30元上下。 可燃?xì)怏w傳感器方案方案采用燃?xì)鉂舛葌鞲衅髯鳛閭鞲衅饔脕?lái)檢測(cè)天然氣是否泄漏，主控制器仍然一旦泄漏且泄漏濃度超預(yù)定閥值，電磁閥閉合，關(guān)閉天然氣總閥，排風(fēng)扇自動(dòng)打開(kāi)工作，此時(shí)單片機(jī)仍然監(jiān)測(cè)天然氣泄漏濃度，如果濃度依然超過(guò)閥值，單片機(jī)控制聲光電路，發(fā)出聲音和燈光警報(bào)，或者同時(shí)通過(guò)網(wǎng)卡發(fā)出警示（可選）提示人工干預(yù)泄漏。可選EN28J60網(wǎng)絡(luò)模塊，提供濃度信息和危險(xiǎn)狀態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。方案一中，用89C52作為主控，系統(tǒng)資源很吃緊，網(wǎng)絡(luò)模塊的協(xié)議精簡(jiǎn)后（僅采用UDP協(xié)議）2K的內(nèi)存就需要擴(kuò)展，RAM空間也比較小，雖然沒(méi)完全放棄，但不作為主要的部分。所以綜合考慮之后，放棄方案一，采用方案二用燃?xì)鈧鞲衅髯鳛橹鱾鞲衅鳌?3) 利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器:如電流型、電勢(shì)型等。NiO為P型半導(dǎo)體，氧化性氣體使電導(dǎo)下降，對(duì)O2敏感。傳感材料Pt—SnO2的氣體傳感器可檢測(cè)氣體為可燃性氣體CO、HCH4。Fe2OTiO2屬于此種，對(duì)可燃性氣體敏感。(4)非電導(dǎo)型的FET場(chǎng)效應(yīng)晶體管氣體傳感器，Pd—FET．場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感器，利用Pd吸收Hz并擴(kuò)散達(dá)到半導(dǎo)體si和Pd的界面，減少Pd的功函，這種對(duì)HCO敏感。為彌補(bǔ)固體電解質(zhì)導(dǎo)電的不足，近幾年來(lái)在固態(tài)電解質(zhì)上燕鍍一層氣體敏膜，把圍周環(huán)境中存在的氣體分子數(shù)量和介質(zhì)中可移動(dòng)的粒子數(shù)量聯(lián)系起來(lái)。4．電化學(xué)傳感器電化學(xué)方式的氣體傳感器常用的有兩種(1)恒電位電解式傳感器是將被測(cè)氣體在特定電場(chǎng)下電離，由流經(jīng)的電解電流測(cè)出氣體濃度，這種傳感器靈敏度高，改變電位可選擇的檢洌氣體，對(duì)毒性氣體檢測(cè)有重要作用。(2)光反應(yīng)氣體傳感器是利用氣體反應(yīng)產(chǎn)生色變引起光強(qiáng)度吸收等光學(xué)特性改變，傳感元件是理想的，但是氣體光感變化受到限制，傳感器的自由度小。此外，利用其它物理量變化測(cè)量氣體成分的傳感器在不斷開(kāi)發(fā)，如聲表面波傳感器檢測(cè)SONOH2S、NHH2等氣體也有較高的靈敏度。我們用來(lái)檢測(cè)天然氣，工作很穩(wěn)定。同時(shí)考慮選擇低價(jià)實(shí)用的機(jī)型，并為制同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。當(dāng)單片機(jī)自動(dòng)處理過(guò)后，天然氣濃度仍然無(wú)法有效控制，單片機(jī)即做報(bào)警處理，提醒人工干預(yù)。（二）以STC89C52作為主控制器，進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，完善功能，主要電路分為，傳感器電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)接口電路、聲光報(bào)警電路、1602顯示電路、EN28J60網(wǎng)絡(luò)模塊、氣閥通風(fēng)扇控制電路七個(gè)部分。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。 GND：接地。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 氣體傳感器電路氣體傳感器部分次