有害氣體檢測與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))畢業(yè)論文題目：有害氣體檢測與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械與電子工程學(xué)院姓名：李迪學(xué)號：0861103指導(dǎo)老師：朱兆優(yōu)有害氣體檢測與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文設(shè)計(jì)了一種對環(huán)境中ＣＯ濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理，并能在濃度超標(biāo)時(shí)報(bào)警的電路。該電路通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)其控制功能。整個(gè)報(bào)警電路由四大局部組成：采集模塊、放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)。報(bào)警器的主要工作流程為：用兩類傳感器〔氣體傳感器和溫度傳感器〕將所需的模擬信號采集放大后傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后給將數(shù)字信號傳送至8051單片機(jī)，然后通過單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理，判斷是否需要啟動蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，預(yù)防惡性事故發(fā)生。該系統(tǒng)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)以及遠(yuǎn)程控制結(jié)構(gòu)。該報(bào)警器廣泛應(yīng)用于居民家庭和企事業(yè)單位，從而大大降低由ＣＯ所引起的中毒、火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生率，保障了人們的生命和財(cái)產(chǎn)平安，具有重要的實(shí)用價(jià)值?！娟P(guān)鍵詞】：可燃?xì)怏w、報(bào)警器、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集與記錄、濃度測量DesignandimplementationofintelligentflammablegasleakagedetectionalarmsystemAbstractInthisdissertation,anelectriccircuitisdesignedtocollectandprocessthedataofＣＯdensity,andthealarmissentoutwhenthedensitybeyondthecriticalvalue.Thecontrolfunctionoftheelectriccircuitiscomplishedbyamicrocontroller.Thewholeelectriccircuitofalarmiscomposedbyfourparts:dataacquisitionmodule,dataenlargemodule,A/Dmoduleandmicrocontroller.Thetechnologicalprocessofthealarmisasfollows:Theanaloguesignalsarecollectedbytwokindsoftransducers,andthenthesignalsaretransmittedtotheADCafterenlargement.ThedatasignalsaretransmittedbyADCtothe8051microcontroller.Thejudgmentofthebuzzeralarmismadeafterthefataprocessedby8051.Mainworkinthisdissertationis:completingthechoiceofthemachines,thedesignoftheconnectionandthedevelopmentoftheprocedurefordataprocessing,realizingtheautomaticallymonitorＣＯdensity.Asaresultitcanpreventfatalaccidents.ItdesignedwithvisualBasciand8051microcontroller,andthedesignofhardware,software,databaseanddistancecontrollofthissystemareputforward.Theannunciatorcanbewidelyusedinfamiliesandcompanies.Theoccurrenceratesoftheaccidentssuchaspoisoningfire,burst,etcaredeeplyreduced.Tthasanimportantandpraticalvalue.[keywords]:combustiblegas;annunciator;dataprocessing;microcontroller;densitymeasurement;detection;alarm;distancecontrol目錄緒論.........................................6本課題的研究背景與意義...................................6研究的背景........................................6研究的意義........................................6報(bào)警器的結(jié)構(gòu)與安裝.......................................7報(bào)警器的構(gòu)成與應(yīng)用................................7報(bào)警器的布點(diǎn)......................................7報(bào)警器的安裝......................................8可燃性氣體報(bào)警儀國內(nèi)外開展情況...........................9系統(tǒng)的功能模塊與硬件結(jié)構(gòu).....................10系統(tǒng)的功能模塊..........................................10系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)..........................................11主控機(jī)............................................11模擬信號的數(shù)據(jù)采集................................12模擬信號的放大處理................................12從機(jī)及A/D轉(zhuǎn)換電路................................13ADC5G14433與單片機(jī)的接口........................14數(shù)碼顯示電路......................................15系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)的組成與程序代碼......................18信號調(diào)理電路......................................21系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)...........................22系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)............................................22數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)..............................................23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)....................................23系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)........................................23遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集控制.........................24結(jié)論.........................................25致謝............................................26參考文獻(xiàn)........................................271緒論本課題的研究背景與意義研究的背景燃?xì)?人工煤氣、天然氣、液化石油氣)的普及，提高了生產(chǎn)效率、市民的生活質(zhì)量，但在使用燃?xì)獾倪^程中，因燃?xì)庑孤?、廢氣等原因造成的燃?xì)獗?、中毒等意外事故時(shí)有發(fā)生，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)平安帶來了嚴(yán)重的威脅，因此平安使用燃?xì)庖恢笔侨細(xì)庵鞴懿块T工作的重中之重。燃?xì)庑孤﹫?bào)警器能有效監(jiān)測環(huán)境中可燃?xì)怏w或毒性氣體(如CO)的濃度，一旦其濃度超出報(bào)警限定值，就能發(fā)出聲光報(bào)警信號，并且能自動開啟排風(fēng)扇把燃?xì)馀懦鍪彝猓踔聊芡ㄟ^聯(lián)動裝置自動切斷燃?xì)夤┙o防止燃?xì)饫^續(xù)泄漏，起到平安防范的作用。但報(bào)警器選用得是否合理，直接關(guān)系到其功能的充分發(fā)揮。該設(shè)計(jì)所研究的可燃性氣體報(bào)警器正是應(yīng)這種要求而開發(fā)的。從可燃性氣體開展的整體角度來說，在石油化工生產(chǎn)過程中、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、教學(xué)設(shè)施、住宅等不可防止地存在著各種易燃易爆氣體和有毒氣體，這些氣體一旦泄漏并積聚在周圍環(huán)境中,將可能釀成火災(zāi)、爆炸或人身中毒等惡性事故。為了防患于未然,應(yīng)采用性能可靠的氣體檢測器，連續(xù)監(jiān)控工藝裝置或儲運(yùn)設(shè)施環(huán)境中可燃?xì)怏w和有毒氣體的泄漏情況，及時(shí)發(fā)出報(bào)警以保證生產(chǎn)和人身平安。研究的意義當(dāng)前在石化行業(yè)HSE質(zhì)量體系越來越受到重視，石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《石油化工可燃和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》即將上升為國家標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)檢測器時(shí)應(yīng)充分考慮其安裝位置的合理性，為以后的使用、維護(hù)、檢定提供方便。根據(jù)檢測現(xiàn)場的空氣可能環(huán)流現(xiàn)象及空氣流動的上升趨勢，以及廠房的空氣自然流動情況、通風(fēng)通道等來綜合推測，當(dāng)發(fā)生大量泄漏時(shí)，根據(jù)可燃?xì)怏w或有毒氣體在平面上自然擴(kuò)散的趨勢方向，確定平面位置;再根據(jù)泄漏氣體的密度并結(jié)合空氣流動的方向，確定空間位置。報(bào)警器是否靈敏可靠關(guān)系到人身財(cái)產(chǎn)平安,因此報(bào)警器屬于強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具。目前大多數(shù)報(bào)警器用戶都使用汽油或液化氣等超過以上高濃度的易揮發(fā)可燃?xì)怏w對報(bào)警器進(jìn)行檢測,假設(shè)報(bào)警即判斷報(bào)警器 正常。這樣做雖然省缺了購置可燃?xì)怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的麻煩和費(fèi)用,但實(shí)際上達(dá)不到保證平安的目的,從而形成重大平安隱患,有時(shí)還會造成報(bào)警器檢測元件中毒。如果使用標(biāo)準(zhǔn)氣體檢測報(bào)警器,就能保證人身平安,同時(shí)杜絕報(bào)警器檢測探頭中毒現(xiàn)象。1.2報(bào)警器的結(jié)構(gòu)與安裝報(bào)警器的構(gòu)成與應(yīng)用一、可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的構(gòu)成和應(yīng)用，可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器由探測器與報(bào)警儀表構(gòu)成,主要用于監(jiān)測可燃?xì)怏w產(chǎn)生、使用、儲存的室內(nèi)外危險(xiǎn)場所的泄漏情況。當(dāng)被測場所空氣中存在可燃?xì)怏w時(shí),探測器將感知信號并傳輸?shù)綀?bào)警儀表,儀表即顯示出可燃?xì)怏w爆炸下限的百分比濃度值。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號提示,值班人員采取平安措施,防止燃爆事故的發(fā)生。報(bào)警器的布點(diǎn)二、固定安裝式檢測報(bào)警器的特點(diǎn)固定安裝式檢測報(bào)警器一經(jīng)安裝就位,它的監(jiān)測范圍就已確定。當(dāng)需要監(jiān)測一個(gè)三維空間且規(guī)模較大的工業(yè)生產(chǎn)裝置時(shí),僅有的少數(shù)幾個(gè)監(jiān)測點(diǎn)很難確保監(jiān)測效果。因此，對于布點(diǎn)的疏密程度、上下高度以及與可能泄漏點(diǎn)的距離等都要考慮。報(bào)警器的布點(diǎn)安裝不僅涉及到投資的合理性和可接受程度,還涉及到投資的切實(shí)效果和平安生產(chǎn)。報(bào)警器的安裝三、可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器安裝安裝應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1.首先弄清所要監(jiān)測的車間裝置有哪些可能的泄漏點(diǎn),并推算它們的泄漏壓力,單位時(shí)間的可能泄漏量、泄漏方向等,并畫出棋格形分布圖,根據(jù)推測的嚴(yán)重程度分成A、B、C三個(gè)等級。2.根據(jù)所在場所的主導(dǎo)方向、空氣可能的環(huán)流現(xiàn)象以及車間空氣自然流動的趨勢,推測當(dāng)發(fā)生大量泄漏時(shí),可燃?xì)怏w在平面上的自然擴(kuò)散趨勢方向圖。3.再根據(jù)泄漏氣體的密度(大于或小于空氣),并結(jié)合空氣流動的上升趨勢綜合成泄漏流的立體流動趨勢圖。4.根據(jù)形成的本監(jiān)測范圍可燃?xì)怏w泄漏的立體流動概念,就可在其流動的下游位置作出初始設(shè)點(diǎn)方案。5.然后,再研究泄漏點(diǎn)的點(diǎn)泄漏狀態(tài):可能是微泄漏也可能是噴射狀泄漏。如果是微泄漏,那么設(shè)點(diǎn)的位置就要靠近泄漏點(diǎn)。如果是噴射狀泄漏,那么稍遠(yuǎn)離泄漏點(diǎn)。綜合上述情況,擬定出最終設(shè)點(diǎn)方案。這樣,需要購置的數(shù)量和品種即可從所畫的最終棋格圖中估算出來。6.對于一個(gè)大中型有可燃?xì)怏w泄漏的車間,有關(guān)規(guī)定建議每相距(10～20)m設(shè)一個(gè)檢測點(diǎn)。7.對于無人值班的小型且不是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵房,需注意發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏的可能性。特別是在北方地區(qū)冬季門窗關(guān)閉的情況下,可燃?xì)庑孤⒑芸斓竭_(dá)爆炸下限濃度。一般在主導(dǎo)風(fēng)向的下游位置,安裝一臺檢測器,如廠房面積大于200m2,那么宜增加一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。8.對于有氫氣泄漏的場所,如大型發(fā)電機(jī)組、煉油廠的加氫裝置、電化廠的電解車間、鹽酸合成爐廠房、存放有氫氣鋼瓶的倉庫、有氣相色譜分析儀的化驗(yàn)室等場所,將檢測器安裝在泄漏點(diǎn)的上方平面。9.對氣體密度大于空氣的諸如烷烴類(甲烷沼氣、民用煤氣除外)、烯烴類(乙烯除外)、液化石油、汽油、煤油等,將檢測器安裝在低于泄漏點(diǎn)的下方平面上,并注意周圍環(huán)境的特點(diǎn)。例如,室內(nèi)通風(fēng)不流暢部位、地槽地溝易積聚可燃?xì)怏w的地方、現(xiàn)場通往控制室的地下電纜溝、有密封蓋板的污水溝槽等,都是經(jīng)常性或在生產(chǎn)不正常的情況下容易積聚可燃?xì)獾膱鏊?應(yīng)將這些場所當(dāng)作不可無視的平安監(jiān)測點(diǎn)。10.噴漆涂敷作業(yè)場所、大型的印刷機(jī)附近,以及相關(guān)作業(yè)場所,都屬于開放式可燃?xì)怏w擴(kuò)散逸出場所。如果缺乏良好的通風(fēng)條件,也很容易使某個(gè)部位的空氣中的可燃?xì)怏w的含量接近或到達(dá)爆炸下限濃度值,這些都是不可無視的平安監(jiān)測點(diǎn)。目前，從社會開展形式看，對氣體的檢測報(bào)警越來越重要,而氣體檢測裝置也都脫影而出，但是很多裝置都存在著某方面的弊端，例如,，裝置本身的使用耐久度、裝置的靈敏度、報(bào)警明顯度、設(shè)備的性價(jià)比、還有最大的弊端就是裝置本身容易出現(xiàn)問題是否能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理等等，這些是很值得考慮的。眼前，無論是公司、企業(yè)、或是家庭對裝置的購置使用都會考慮裝置壽命和性價(jià)比，所以理想的氣體檢測報(bào)警裝置就首先必須滿足這兩點(diǎn)。1.3可燃性氣體報(bào)警儀國內(nèi)外開展情況無錫格林通平安裝備是美國通用檢測器國際公司在中國惟一一家合作生產(chǎn)工業(yè)平安設(shè)備的公司，它專業(yè)生產(chǎn)的氣體濃度探測傳感器已廣泛使用于石化企業(yè)，其中S4000C可燃性氣體探測傳感器是代表產(chǎn)品。S4000C是探測可燃性氣體和蒸氣的智能傳感器，探測器探測到的可燃性氣體濃度經(jīng)線性變換成毫伏信號，通過電纜傳輸給控制器。可燃?xì)怏w報(bào)警器主要用于非礦井作業(yè)環(huán)境空氣中可燃?xì)怏w爆炸下限以下簡稱以下濃度的測定和報(bào)警，是石油、化工、儲運(yùn)、消防與人防等工礦企業(yè)防爆場所必備的平安檢測儀器,也可作為化工設(shè)備、管道接頭及閥門的檢漏工具。某廠氣焊車間安裝了臺日本理研株式會社生產(chǎn)的型固定式可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器,曾經(jīng)直接使用氣焊對準(zhǔn)報(bào)警器的探頭進(jìn)行檢測,使兩個(gè)探頭發(fā)嚴(yán)重中毒,導(dǎo)致報(bào)警器報(bào)廢。由于使用氣體不當(dāng)使報(bào)警器檢測元件中毒現(xiàn)象普遍存在。尤其是國產(chǎn)檢測元件,更易出現(xiàn)靈敏度降低或線性嚴(yán)重偏離的現(xiàn)象,導(dǎo)致報(bào)警器示值誤差增大,甚至報(bào)警器報(bào)廢。標(biāo)準(zhǔn)氣體是由國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)發(fā)布并由具有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)《制造計(jì)量器具許可證》的單位提供的對報(bào)警器進(jìn)行檢測,原那么上應(yīng)該采用與被測氣體相同的標(biāo)準(zhǔn)氣體。對通用報(bào)警器可采用異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體或說明書上規(guī)定的氣體。儀器出廠時(shí)多數(shù)采用異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體作量程標(biāo)定,也有的采用甲烷等標(biāo)準(zhǔn)氣體作量程標(biāo)定,一般在儀器說明書或面板上標(biāo)明量程標(biāo)定用氣體的名稱。標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度單位通常以摩爾分?jǐn)?shù)表示,有時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積分?jǐn)?shù)表示,其濃度值應(yīng)換算成相應(yīng)的LEL的百分?jǐn)?shù)。不同的可燃?xì)怏w,在空氣中的爆炸下限是不相同的,異丁烷與甲烷在空氣中的爆炸下限分別為1.8%和5%。計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)依法對報(bào)警器執(zhí)行強(qiáng)制檢定,按照J(rèn)JG693-90《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定規(guī)程》,選用10%30%60%LEL3、種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體,如果報(bào)警器的用戶每月進(jìn)行定期檢測維護(hù),可以只選用40%LEL的標(biāo)準(zhǔn)氣體,檢查報(bào)警器是否報(bào)警以及示值誤差的大小。如果儀器能夠報(bào)警,且示值誤差在正負(fù)10%以內(nèi),即可認(rèn)為報(bào)警器完好。國外的設(shè)備具有國際先進(jìn)的水平，使用簡單，自動化程度高，國內(nèi)有些檢測儀器就是采用了外國的先進(jìn)技術(shù)，這主要是由于國內(nèi)在這方面起步比擬晚，但是在近幾年來已經(jīng)有了很突破的開展?？偟膩碚f，技術(shù)的的上下可以決定設(shè)備使用的方便和平安度。可燃性報(bào)警裝置不僅具有報(bào)警限設(shè)定、聲光報(bào)警、控制輸出功能，而且具有時(shí)鐘、氣體濃度顯示、故障自診斷功能。報(bào)警儀應(yīng)可以在較寬的溫度范圍下工作，這樣就可以被家庭、公司等多方面使用。對于化工廠，特別是PVC生產(chǎn)部門早期使用的可燃性氣體檢測報(bào)警儀存在易中毒失敗、透氣帽腐蝕堵塞，受風(fēng)、雨、塵、聚合物等眾多問題及其影響。所以對可燃?xì)怏w報(bào)警儀的設(shè)計(jì)要求中不但要考慮技術(shù)原理，還要從研制報(bào)警儀本身所用材料著手，那樣就會防止很多因?yàn)闅怏w腐蝕性造成報(bào)警儀失效的問題。無論是對家庭還是公司企業(yè)來說，最重要的還包括可燃性報(bào)警儀的價(jià)格，價(jià)格合理，對于公司企業(yè)才能談經(jīng)濟(jì)效益，這樣家庭也很容易接受?？傊?，具有先進(jìn)的的科學(xué)技術(shù)、操作簡單顯示清楚、具有長時(shí)間的使用能力、能到達(dá)廣闊使用者的理想價(jià)格的檢測報(bào)警裝置才是未來報(bào)警系統(tǒng)的開展方向。系統(tǒng)的功能模塊與硬件結(jié)構(gòu)2.1系統(tǒng)的功能模塊智能化可燃?xì)怏w泄漏檢測報(bào)警系統(tǒng)由從機(jī)與主機(jī)構(gòu)成。從機(jī)以單片機(jī)AT89C51為核心,可完成對1個(gè)檢測報(bào)警點(diǎn)的多路氣體濃度采集、數(shù)碼顯示、數(shù)據(jù)處理、聲光報(bào)警、控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)、與主機(jī)通信等功能,自身構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)測控系統(tǒng)。主機(jī)由PC機(jī)實(shí)現(xiàn),主要負(fù)責(zé)從機(jī)的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理、存儲、多種模式(曲線、棒狀圖等)顯示、歷史記錄查詢、瀏覽、打印等功能,以便操作人員對現(xiàn)場情況進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果采取有效措施,以防止可燃?xì)怏w的泄漏,杜絕事故隱患。2.2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以工控機(jī)為主控機(jī),由AT89C51單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器及外圍電路組成分機(jī),以CAN總線適配卡連接主機(jī)和從機(jī),組成可燃?xì)怏w泄漏檢測報(bào)警系統(tǒng)。其硬件結(jié)構(gòu)見圖2。由傳感器輸出的微弱電信號,經(jīng)各自信號調(diào)理電路對信號進(jìn)行預(yù)處理,使其轉(zhuǎn)換為1～5V范圍內(nèi)變化的直流信號,加到A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,然后由各分機(jī)(單片機(jī))對其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理和顯示。分機(jī)根據(jù)主控機(jī)發(fā)送的控制命令，由通信接口將數(shù)字量化信號輸出,主控機(jī)接收信號后進(jìn)行分析、計(jì)算及結(jié)果顯示,同時(shí)判別是否超標(biāo),假設(shè)超標(biāo),那么主控機(jī)控制報(bào)警電路報(bào)警,同時(shí)向分機(jī)發(fā)送報(bào)警命令,控制分機(jī)報(bào)警電路工作及自動啟動房間緊急通風(fēng)裝置。主控機(jī)主控機(jī)是整個(gè)檢測報(bào)警系統(tǒng)的控制核心,包括顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等附屬設(shè)備。主控機(jī)選用研華IPC2610工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。主控機(jī)通過軟件編程實(shí)現(xiàn)對各分機(jī)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、通風(fēng)報(bào)警等控制,同時(shí)根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出實(shí)測值,并顯示其檢測位置和氣體濃度。模擬信號的數(shù)據(jù)采集現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)為信息轉(zhuǎn)換與處理提供了十分完善的手段,使檢測與控制技術(shù)開展到一個(gè)嶄新的階段,但如果沒有各種精確可靠的傳感器去檢測原始數(shù)據(jù)并提供真實(shí)的信息,那么,計(jì)算機(jī)也無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。傳感器能夠把自然界的各種物理量和化學(xué)量等精確地變換為電信號,再經(jīng)電子電路或計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,從而對這些量進(jìn)行監(jiān)測或控制。本報(bào)警器即選用了兩類傳感器———?dú)怏w傳感器和溫度傳感器,以實(shí)現(xiàn)對被監(jiān)測環(huán)境中與CO濃度值相關(guān)的模擬量的數(shù)據(jù)采集。模擬信號的放大處理對于傳感器輸出的模擬信號,一般要用運(yùn)算放大器對其進(jìn)行調(diào)理或放大,以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬量幅值及極性的要求。在本報(bào)警器電路中,同樣要對兩類傳感器的輸出信號進(jìn)行放大調(diào)理。由于運(yùn)用簡單的運(yùn)算放大電路即可實(shí)現(xiàn)處理要求,所以本文不做過多介紹。數(shù)據(jù)采集與放大處理電路圖分機(jī)及A/D轉(zhuǎn)換電路由低功耗、高性能的8位CMOS芯片AT89C51單片機(jī)及8位逐次逼近型8輸入通道的A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809等主要器件構(gòu)成單片機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),主要完成調(diào)理后電信號的采集、處理以及接收主控機(jī)的命令,實(shí)現(xiàn)氣體濃度的顯示、報(bào)警及緊急通風(fēng)裝置的控制,電路見圖3。2.2.5ADC5G14433與單片機(jī)的接口如圖是本報(bào)警器采用的接口電路。由于5G14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時(shí)輸出的BCD碼,Q3～Q0和DS1～DS4都不是可控三態(tài)的,因此不能與P0口直接連接。為此,在圖3中占用8位P1口。5G14433速度慢,不宜用查詢方式。圖中用中斷方式。每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束,EOC都輸出一個(gè)正脈沖,其寬度為0.5T(T是內(nèi)部時(shí)鐘振蕩周期)。8051不能用EOC的上升沿請求中斷。因?yàn)?051的INT0和INT1都是下降沿中斷。所以圖中把EOC反相后接到INT1。為了提高抗干擾能力,反相器可以選用施密特觸發(fā)器。圖中把EOC與DU連在一起。這樣每次A/D轉(zhuǎn)換完畢,必輸出EOC正脈沖,EOC的正脈沖加到DU,使5G14433立即輸出數(shù)據(jù)。數(shù)碼顯示電路為保證工作人員隨時(shí)掌握各房間氣體濃度情況,在分機(jī)上裝有氣體濃度和傳感器位置代碼顯示器。依據(jù)各種氣體濃度值,采用7個(gè)共陰極數(shù)碼管顯示電路采用動態(tài)掃描方式進(jìn)行循環(huán)顯示,當(dāng)有氣體濃度超標(biāo)報(bào)警時(shí),聲光報(bào)警停止循環(huán),連續(xù)閃爍其位置代號和濃度值。局部led程序代碼：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineuiunsignedint#defineucunsignedcharsbitLS=P1^4;sbitDS=P2^0;sbitWS=P2^1;uitt0=0;uitt1=0;uitemp=0xfe;uinum1=0;uinum2=0;uccodeDable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x7f,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76};uccodeWable[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,};voidinit();//voidled();//voiddelay(int);voidmain(){ init();// led();}voidinit() //初始化程序{ DS=0; WS=0; LS=0; P0=temp; TMOD=0x11; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TL1=(65536-50000)/256; TH1=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; ET1=1; TR1=1; TR0=1;}voidTime1()interrupt3{ tt1++; if(10==tt1) { LS=0; tt1=0; temp=_crol_(temp,1); P0=temp; LS=1; }}voidTime0()interrupt1{tt0++;if(10==tt0){ tt0=0; WS=1; P0=Wable[num2]; num2++; if(num2==6) num2=0; WS=0; DS=1; P0=Dable[num1]; num1++; if(num1==16) num1=0; DS=0;}}系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)的組成與程序代碼報(bào)警電路程序代碼：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineuiunsignedint#defineucunsignedcharsbitLS=P1^4;sbitDS=P2^0;sbitWS=P2^1;uitt0=0;uitt1=0;uitemp=0xfe;uinum1=0;uinum2=0;uccodeDable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x7f,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76};uccodeWable[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,};voidinit();//voidled();//voiddelay(int);voidmain(){ init();// led();}voidinit() //初始化程序{ DS=0; WS=0; LS=0; P0=temp; TMOD=0x11; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TL1=(65536-50000)/256; TH1=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; ET1=1; TR1=1; TR0=1;}voidTime1()interrupt3{ tt1++; if(10==tt1) { LS=0; tt1=0; temp=_crol_(temp,1); P0=temp; LS=1; }}voidTime0()interrupt1{tt0++;if(10==tt0){ tt0=0; WS=1; P0=Wable[num2]; num2++; if(num2==6) num2=0; WS=0; DS=1; P0=Dable[num1]; num1++; if(num1==16) num1=0; DS=0;}}2.2.8由于傳感器輸出的信號為微弱信號(一般小于μV量級),需經(jīng)過信號調(diào)理電路進(jìn)行線性放大處理,以滿足A/D轉(zhuǎn)換電路對信號電平的需求。電路以集成運(yùn)算放大器LM747J為核心,與電容電阻配合完成信號的調(diào)整放大,同時(shí)電路采用外部調(diào)零方式,保證了傳感器輸出信號準(zhǔn)確、可靠及零點(diǎn)的穩(wěn)定,電路見圖4。系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)見圖5圖53.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)筆者運(yùn)用主動數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)構(gòu)結(jié)合平安報(bào)警設(shè)計(jì)了如下結(jié)構(gòu),見圖6?？扇?xì)怏w泄漏數(shù)據(jù)由靜態(tài)數(shù)據(jù)及動態(tài)數(shù)據(jù)組成,靜態(tài)主要是場站信息及上限值;動態(tài)是當(dāng)前的泄漏數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其核心是事件處理器邏輯實(shí)現(xiàn)(由圖6中事件生成器、報(bào)警事件排隊(duì)表、事件調(diào)度器、事件處理模塊組成),通過觸發(fā)器和存儲過程來實(shí)現(xiàn)(SQLSever2000)。下面列出各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，見表1-表3。遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集控制上位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括設(shè)置Winscok控件屬性,設(shè)置遠(yuǎn)程訪問的IP和Port端口;用向下位機(jī)發(fā)出召測命令的方式要求傳回結(jié)果;接收下位機(jī)傳回的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成需要的數(shù)據(jù);實(shí)時(shí)顯示與分析數(shù)據(jù)并報(bào)警,然后發(fā)出命令控制下位機(jī)做出相應(yīng)的動作等。見圖7。結(jié)論本系統(tǒng)使用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言VisualBasic和SQLSever2000進(jìn)行設(shè)計(jì),解決了遠(yuǎn)距離通信關(guān)鍵技術(shù);對各種傳感器進(jìn)行優(yōu)選實(shí)驗(yàn)及精密信號調(diào)理電路的設(shè)計(jì),解決了傳感信號放大、零點(diǎn)漂移及信號穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù);軟件設(shè)計(jì)采取了抗外界干擾技術(shù)措施,提高了系統(tǒng)的綜合測試精度該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、現(xiàn)場安裝、調(diào)試方便、易于增減傳感器數(shù)量等優(yōu)點(diǎn),其較強(qiáng)的抗干擾能力和可靠的長距離信息傳輸,可推廣到軍用及民用遠(yuǎn)距監(jiān)