【正文】 確定元器件初步選型初步選型，在老師指導下，確定出方案 23月 9日3月15日選購器件，搭建開發(fā)板通過確定的方案，搭建開發(fā)平臺，進行測試，分模塊進行。讓硬件和各模塊在開發(fā)板上逐一工作。 53月30日4月 5日微調(diào)后方案硬件部分工作測試針對微調(diào)后的方案，硬件部分保證工作正常，功能完整。進行PCB板的繪制和電路的焊接。主要是程序部分是不是能完整工作。 105月 3日5月10日論文的完成根據(jù)每周的任務進度，完成畢業(yè)設計的論文。渦輪傳感器得到實時的流量信息，如果渦輪傳感器有流量，而雙金屬片因為有受熱變形（開關，常閉或者常開）認為燃氣泄漏，電磁閥自動閉合，閉合后仍然有流量信息，給出警報。更加入了網(wǎng)卡芯片，將數(shù)據(jù)通過協(xié)議上傳，實時監(jiān)測，遠程報警，遠程抄表。 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氣體的，所以一般這樣的傳感器專業(yè)性強，成品度很高，價位最低的精度不高的，都要在人民幣200以上。電磁氣閥和排風扇方面，電磁氣閥其實大多數(shù)采用的就是繼電器結(jié)構(gòu)，排風扇開關可以用串聯(lián)繼電器的方式實現(xiàn)單片機對排風扇的控制，所以在設計的過程中，去用5V驅(qū)動的繼電器加指示燈替代。設計的優(yōu)點是功能全面，可以實現(xiàn)的功能更多，智能化程度更高，但是硬件成本比較高昂，單片機資源也有限，需要擴展，難度也比較高，配套的系統(tǒng)也開發(fā)成本也很高。按鍵控制，在平時的使用中，設計有4個按鍵，分別控制氣閥的開關和通風扇的開關。電磁氣閥和排風扇方面，電磁氣閥其實大多數(shù)采用的就是繼電器結(jié)構(gòu)，排風扇開關可以用串聯(lián)繼電器的方式實現(xiàn)單片機對排風扇的控制，所以設計仍然采用的是5V繼電器和指示燈來替代電磁閥和排風扇。成本非常低廉，可燃氣體傳感器選型豐富，價格便宜，模電轉(zhuǎn)換芯片選型也很豐富，價格也比較低。 方案的確定綜合成本和研發(fā)的時間精力綜合考慮，最后選擇粗略的方案是方案二，采用的是可燃氣體傳感器作為判斷的主傳感器。第二就是成本，渦輪氣體傳感器成本很高昂，大多是設計的商業(yè)型傳感器一般用于工業(yè)控制領域，通過改裝用戶原有燃氣表，雖然在設計上可行現(xiàn)實又不可行（用戶或者第三方無法私自改動計費系統(tǒng)），設計本來要滿足的是家用，一旦加入渦輪傳感器之后，成本是方案二的數(shù)倍，一般的家庭不會承擔這樣的費用，而作為安全性為主要目的的設計，如果因為成本問題，使推廣上打折扣的話，是非常不明智的。也由于第一種方案要實現(xiàn)的功能很多，比如流量總計數(shù)，在開發(fā)時間和能力上，相對難度較大。 制定詳細方案首先是燃氣傳感器的選型，燃氣傳感器的種類很多，針對不同氣體的，不同場合各種精度的型號和生產(chǎn)廠商，更是數(shù)不勝數(shù)。(2) 利用物理性質(zhì)的氣體傳感器:如熱導、光干涉、紅外吸收等。一般工業(yè)氣體傳感器分類：【1】這種類型的傳感器在氣體傳感器中約占60%，根據(jù)其機理分為電導型和非電導型，電導型中又分為表面型和容積控制型，表1示出各種半導體傳感器。當施加電壓時，半導體材科溫度升高，被吸附的氧接受了半導體中的電子形成了O2或O2原性氣體HCO、CH4存在時，使半導體表面電阻下降，電導上升，電導變化與氣體濃度成比倒。ZnO半導體傳感器也屬于此種類型。表面敏感型氣體傳感器可檢測氣體為各種可燃性氣體C0、NO2氟利昂。、la1SSrxCOO8和TiOCoOMgO—SnO2體傳感器可檢測氣體為各種可燃性氣體C0、NO2氟利昂。（2)容積控制型的是晶格缺陷變化導致電孕率變化，電導變化與氣體濃度成比例關系。（3)熱線性傳感器，是利用熱導率變化的半導體傳感器，又稱熱線性半導體傳感器，是在Pt絲線圈上涂敷SnO2層，Pt絲除起加熱作用外，還有檢測溫度變化的功能。這種傳感器體積小、穩(wěn)定、抗毒，可檢測低濃度氣體，在可燃氣體檢測中有重要作用。非電導型FET場效應晶體管氣體傳感器體積小，便于集成化，多功能，是具有發(fā)展前途的氣體傳感器。穩(wěn)定的氧化鉻固體電解質(zhì)傳感器已成功地應用于鋼水中氧的測定和發(fā)動機空燃比成分測量等。接觸燃燒式傳感器適用于可燃性氣HCO、CH4的檢測。這類傳感器的應用面廣、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好，缺點是選擇性差。(2)原電池式氣體傳感器在KOH電解質(zhì)溶液中，Pt—Pb或Ag—Pb電極構(gòu)成電池，已成功用于檢測O2，其靈敏度高，缺點是透水逸散吸潮，電極易中毒。另外紫外吸收、非分散紫外線吸收、相關分光、二次導數(shù)、自調(diào)制光吸收法對NO、NO2SOCH(CH4)等氣體具有較高的靈敏度。(3)氣體光學特性的新傳感器光導纖維溫度傳感器為這種類型，在光纖頂端涂敷觸媒與氣體反應、發(fā)熱。利用光纖測溫已達到實用化程度，檢測氣體也是成功的。在我們方案才用到的是利用物理化學性質(zhì)進行檢測的MQ2可燃氣體傳感器，對一氧化碳、甲烷，液化石油氣具有很高的靈敏度和良好的選擇性。應用于家庭和生產(chǎn)環(huán)境下的一氧化碳探測裝置，適宜于一氧化碳、煤氣，液化石油氣等的探測。在天然氣自動通斷裝置的設計中，單片機是儀表的核心部件。在單片機所實現(xiàn)的這些功能中，特別是信號處理部分，需要單片機有較快的運行速度，才能對現(xiàn)場氣體濃度做出快速、準確的檢測，進行相應的處理。根據(jù)多方面的比較，本設計選用生產(chǎn)的STC89C52系列單片機作為報警器的核心控制器。當檢測到的可燃性氣體濃度超出上限報警設定值時，系統(tǒng)首先進行自動處理，排除險情，具體是控制電磁閥，關閉電磁閥，即天然氣總閥，然后開啟排風扇，監(jiān)測濃度，如果濃度在自動控制作用下，有效下降到安全范圍內(nèi)，單片機不做報警處理，僅作顯示提示。直到手動關閉警報。本設計是以單片機為主控制器的天然氣及其他烷類氣體檢測控制處理報警的裝置，設計主要完成以下任務：（1） 對單片機系統(tǒng)進行方案的認證，系統(tǒng)的整體規(guī)劃和結(jié)構(gòu)設計。（三）程序的編寫，分模塊的編寫程序，繪制主程序和子程序的流程圖，加入詳細的文字注釋，便于調(diào)試和后期功能的刪增。第三章 硬件電路 STC89C52最小系統(tǒng)STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。STC89C52具有以下標準功能:8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。STC89C52主要性能有以下幾點：(1) 與MCS51單片機產(chǎn)品兼容，方便移植程序(2) ROM是MCS51系列2倍，8K可編程系統(tǒng)空間(3) 1000次擦寫周期(4) 全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz(5) 三級加密程序存儲器，有效保證程序的安全(6) 4組，8位共32個可編程I/O口線(7) 三個16位定時器/計數(shù)器(8) 八個中斷源全雙工UART串行通道(9) 低功耗空閑和掉電模式，掉電后中斷可喚醒(10) 看門狗定時器(11) 雙數(shù)據(jù)指針89C52單片機接口說明： VCC：供電電壓。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入