基于单片机的气体检测系统设计开题报告Word格式文档下载.doc

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本设计的主要内容是基于单片机控制的气体检测电路，显示电路等外围电路。

主要包含以下几个方面：

一方面是组合测量电路与A/D转换器以完成信号到电压的转换，二是用单片机控制外围电路的显示，三是设计外围电路和单片机的接口电路，四是编写主程序、数据采集子程序、报警程序等程序。

2．选该课题的目的：

随着可燃性气体的种类和应用范围的增加，其使用场所和贮存仓库内的泄漏，火灾爆炸事故日益增多，从安全、环保及经济上考虑，设计一种检测可燃气体自动报警装置的控制器是非常必要的。

单片机具有通用性强、体积小、价格低、稳定可靠等优点，在智能产品、测控系统等领域得到了广泛的应用，本课题的可燃气体监测系统可显示被测气体的报警等级以及改变报警标准，当其电压值小于规定标准值时一切正常，当电压超过规定的标准值时根据蜂鸣器报警级数以此提醒人们危险。

3．研究意义：

（1）通过思考和动手，极大的锻炼了自己的自学能力，同时也提高了单片机方面的知识，为以后的运用打下扎实的基础。

（2）对信号的转换过程和功能的实现有比较清晰的理解。

（3）测试可燃气体检测系统的各项功能，并能分析测试结果。

（4）对检测系统整体的功能及其优越性进行评价。

（5）运用其他的分析方法使可燃气体检测的功能更加智能化、合理化。

二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）

国外从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；

另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。

据有关统计，美国1996年一2002年气体传感器年均增长率为27%～30%。

随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器口益小型化、集成度不断增大，使得气体检测仪器的体积也逐渐变小，提高了气体检测仪器的便携性，更加利十生产、运输及市场推广。

1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。

我国在70年代初期开始研制气体报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。

但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。

近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步。

气体检测报警器可分为民用气体报警器、工业用气体报警器、有毒有害气体报警器二大系列产品。

（1}民用气体报警器

民用气体报警器为居民家庭用的燃气报警器，一般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器可发出声光报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。

有的报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外;

有的报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏。

（2）工业用的气体报警器及有毒有害气体报警器

工业用的气体报警器及有毒有害气体报警器只是检测探头有差异，而在原理和应用中都很相近。

工业用的气报警器及有毒气体报警器根据检测环境的不同，也可分为检漏仪、控制器和探测器。

控制器与探测器结合使用，可在防爆现场长期监测气体的浓度。

探测器安装在防爆现场，控制器壁挂在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽电缆线连接。

当在现场的探测器探测到燃气泄漏之后，通过屏蔽电缆线将信号传到控制器，控制器发出声光报警，同时启动排风装置或关闭电磁阀切断气源，以确保安全。

在可燃气体检测方法中传感器占有重要地位。

而发展灵敏度高、选择性好、能够实现现场连续实时监测的新方法则是其努力的方向 

。

另外，色谱技术在甲醛监测中的应用将随着其本身的发展而不断加强，在很长时问内，色谱方法仍然是解决复杂组分同时分离分析的最有效手段。

在仪器方面，现场分析仪器无疑将占主导地位。

是可燃气体检测仪器研制开发中最具代表性的方向。

但是，这并不说明实验室的可燃气体测定仪器设备将退出历史舞台。

总之，发展灵敏度高、选择性好和能够实现现场分析或长期稳定地实时在线检测的新方法和新仪器将是空气中可燃气体检测研究的一个重要方向。

三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证

1.实行方案

可燃气体检测的电路包含四方面的内容：

一方面是如何组合测量电路与A/D转换器以完成信号到电压的转换，二是如何用单片机控制外围电路的显示，三是如何设计外围电路和单片机的接口电路，四是如何编写主程序、数据采集子程序、报警程序等程序。

2.可行性

（1）测量电路：

测量电路由MQ-6气敏传感器，A/D转换器等组成。

完成数据采集和电流到电压的转换。

（2）主控系统：

主控系统主要有单片机组成，与测量电路以及显示电路、报警电路、功能键盘相连，根据测量电路输出电压的不同而实现相应功能。

（3）功能键盘：

键盘设置为3*3阵列键盘,有功能选择键、报警确认键、回车（数值确认）键、数值键等。

（4）显示电路：

LCD显示单元选用OCM4×

16字符点阵液晶显示模块,主要由LCD显示器、控制器、扫描驱动电路组成,用于显示当前被测气体浓度值、报警等级数、报警状态等信息。

四、预期结果（或预计成果）

预期效果

本课题的气体测试仪可显示被测气体的报警等级以及改变报警标准，当其电压值小于规定标准值时一切正常，当电压超过规定的标准值时根据蜂鸣器报警级数以此提醒人们危险。

五、研究进度安排

2.14~2.20了解课题

2.21~2.28查找资料

3.1~3.10设计总体结构

3.10~3.20复习单片机知识

3.21~3.31细读硬件原理图

4.1~4.12设计程序

4.13~4.23修改错误

4.24~4.30写论文

5.1~5.9老师检查论文

5.10~5.16改论文

5.17~5.24交论文

六、主要参考文献

[1]何希才,伊兵,杜煜.新型实用电子电路400例[M].北京：

电子工业出版社,1999.2

[2]何希才.传感器及应用电路[M].北京：

电子工业出版社,2001.3

[3]胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京：

清华大学出版社,2002.1

[4]李群芳,黄建.单片微型计算机与接口技术[M].北京：

电子工业学出版社，2002.7

[5]卢庆林.模拟电子技术[M].重庆：

机械工业出版社，2003.7

[6]黄贤武，郑筱霞.传感器原理与应用[M].成都：

电子科技大学出版社,2004.3

[7]杨光友,朱宏辉.单片微型计算机原理及接口技术[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2005.11

[8]王俊峰,孟令启.现代传感器应用技术[M].北京：

机械工业出版社，2006

[9]张红润,刘秀英.单片机应用设计200例[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2006.7

[10]张伟.单片机原理及应用[M].北京：

机械工业出版社，2002．

[11]施文康.检测技术[M].北京：

机械工业出版社，2007．

七、审核意见

指导教师对开题的意见：

指导教师签字：

年月日

院系审核意见：

审核人签字：

年月日

说明：

1、该表每生一份，院系妥善存档；

2、课题来源填：

“国家、部、省、市科研项目”或“企、事业单位委托”或“自拟课题”或“其它”；

课题类型填：

“设计”或“论文”或“其它”。