煤矿瓦斯监测仪设计

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1、辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：煤矿瓦斯监测仪设计院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2012.06.24-2012.07.12V本科生课程设计（论文）V本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：学号学生姓名甄景瑞专业班级电气104课程设计（论文）题目煤矿瓦斯监测仪设计课程设计（论文）任务该检测仪实时监测煤矿的瓦斯，当瓦斯浓度超过阈值时发出报警信号，并启动输出相应的开关量信号，可以启动排风设备，检测仪由AC220V供电。设计任务：1

2、.CPU最小系统设计（包括CPU选择，晶振电路，复位电路）2.传感器选择及瓦斯检测接口电路设计3.报警电路以及工作电源设计4．程序流程图设计及.程序清单编写技术参数：1．瓦斯浓度上限为3%2．检测仪的工作电源为220V设计要求：1、分析系统功能，尽可能降低成本，选择合适的单片机、AD转换器、输出电路等；2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图；3、按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，其中程序开发要有详细的软件设计说明，详细阐述系统的工作过程，字数应在4000字以上。进度计划第1天查阅收集资料第2天总体设计方案的确定第3-

3、4天CPU最小系统设计第5天传感器选择及瓦斯检测接口电路设计第6天报警电路以及工作电源设计第7天程序流程图设计第8天软件编写与调试第9天设计说明书完成第10天答辩指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算V本科生课程设计（论文）摘要随着我国经济的快速发展，各行各业对煤炭的需求急剧增加，而各种矿难事故的发生，使得煤炭安全生产面临严峻的挑战。这篇文章就是针对导致矿难频发的瓦斯浓度进行监控而设计的。本文针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全

4、天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。该传感器以AT89C51单片机为核心，包含甲烷浓度采样器、把220V交流电转换成5V直流电源、红外遥控系统、存储器扩展、LED显示器和报警装置等组成。实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。关键词：煤矿事故

5、；瓦斯监测；AT89C51；V本科生课程设计（论文）目录第1章绪论11.1瓦斯监测仪概况11.2本文研究内容2第2章CPU最小系统设计32.1瓦斯监测仪总体设计方案32.2CPU的选择32.3数据存储器扩展52.4时钟电路设计62.5复位电路设计72.6CPU最小系统图7第3章瓦斯监测仪输入输出接口电路设计83.1瓦斯监测仪传感器的选择83.1.1敏感元件的组成及作用83.1.2热催化原件的特性93.2小信号放大电路113.3瓦斯监测仪检测接口电路设计123.3.1A/D转换器选择123.3.2模拟量检测接口电路图133.4瓦斯

6、监测仪输出接口电路设计13第4章瓦斯监测仪软件设计154.1软件实现功能综述154.1.1主程序流程图设计154.1.2模拟量检测流程图设计164.1.3报警装置流程图设计164.2程序清单17第5章系统设计与分析205.1系统原理图205.2系统原理综述20V本科生课程设计（论文）第6章课程设计总结21参考文献22V本科生课程设计（论文）第1章绪论1.1瓦斯监测仪概况在我国煤矿安全事故中,瓦斯爆炸造成的伤亡人数占所有重大事故伤亡人数的70%以上,成为实现安全生产的最大障碍,及时准确地检测瓦斯含量,在安全生产中具有重要意义。为了

7、适应现代社会煤矿安全的要求,针对我国中小型煤矿特别是小型煤矿存在的隐患问题,现代化的、小型的、价格低廉的煤矿安全监测系统的研制势在必行,它的研制在煤矿安全方面具有举足轻重的作用,所以设计一种低成本煤矿瓦斯监测系统是适应我国许多中小型煤矿需求的。煤矿瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的总称。有时也单独指甲烷。瓦斯在空气的体积分数达到一定的程度（5%～12%）时，在一定条件下可与空气中的氧气发生剧烈的化学反应而形成瓦斯爆炸，对煤矿安全构成严重威胁。传统的煤矿瓦斯监控系统大体可以分为两大部分：井下部分和井上部分。井下

8、部分主要通过各种检测设备（各种传感器，如风量传感器、负压（压力）传感器、一氧化碳传感器和矿用设备开停传感器等）来采集井下各种气体的浓度与含量、井下空气状况、设备的运转情况等数据，然后通过现场总线将数据传输到井上。在井上，井下传上来的数据通过专线与煤矿安全管理办公