一種基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：單片機(jī)、電源、晶振電路、復(fù)位電路、EPROM、通信接口模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊，所述單片機(jī)分別與電源、晶振電路、復(fù)位電路、EPROM、通信接口模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊相連接，所述煤氣監(jiān)測模塊用于監(jiān)測目標(biāo)單位空氣中的煤氣值并將監(jiān)測到的煤氣值傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，執(zhí)行電路模塊可以通過控制目標(biāo)單位的物理狀態(tài)以減少或降低空氣中的煤氣值。本發(fā)明的有益效果是：成本低廉、能夠?qū)崿F(xiàn)完全智能化監(jiān)測控制煤氣濃度、易于開發(fā)、便于大規(guī)模推廣使用。
【專利說明】一種基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤氣安全監(jiān)控與預(yù)警領(lǐng)域，特別涉及一種基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著人民生活水平的提高，管道煤氣和罐裝煤氣已深入到尋常百姓家。但 由于使用不當(dāng)或設(shè)備老化等原因?qū)е碌拿簹庑孤O大地威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。目 前，一般的煤氣報警器功能單一，或是必須手動復(fù)位閥門系統(tǒng)，性能穩(wěn)定性低；而大型的監(jiān) 控系統(tǒng)又價格不菲，需專門的技術(shù)人員來管理，不適用于中小企業(yè)和家庭。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種成本低廉、能夠?qū)崿F(xiàn)完全智能化監(jiān)測控制 煤氣濃度、易于開發(fā)、便于大規(guī)模推廣使用的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系 統(tǒng)，包括：單片機(jī)、電源、晶振電路、復(fù)位電路、EPROM、通信接口模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān) 測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊，所述單片機(jī)分別與電源、晶振 電路、復(fù)位電路、EPROM、通信接口模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序 運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊相連接，所述煤氣監(jiān)測模塊用于監(jiān)測目標(biāo)單位空氣中的煤氣 值并將監(jiān)測到的煤氣值傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)接收、分析監(jiān)測到的煤氣值后可向執(zhí)行電路 模塊發(fā)送執(zhí)行指令，執(zhí)行電路模塊可以通過控制目標(biāo)單位的物理狀態(tài)以減少或降低空氣中 的煤氣值。
[0005] 作為優(yōu)選方案，所述煤氣監(jiān)測模塊包括傳感器、變送器、濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，所 述煤氣監(jiān)測模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連接，濾波器與A/D轉(zhuǎn)換器相連接，變送器與濾 波器相連接，傳感器與變送器相連接。
[0006] 作為優(yōu)選方案，所述傳感器為半導(dǎo)體氣敏傳感器。
[0007] 作為優(yōu)選方案，所述執(zhí)行電路模塊包括一排風(fēng)模塊，所述排風(fēng)模塊由排風(fēng)機(jī)、繼電 器、驅(qū)動器和D/A轉(zhuǎn)換器組成，其中單片機(jī)與排風(fēng)模塊中的D/A轉(zhuǎn)換器相連接，D/A轉(zhuǎn)換器 與驅(qū)動器相連接，驅(qū)動器與繼電器相連接，繼電器與排風(fēng)機(jī)相連接。
[0008] 作為優(yōu)選方案，所述執(zhí)行電路模塊包括一煤氣罐控制單元，所述煤氣罐控制單元 由電磁閥驅(qū)動、變送器和D/A轉(zhuǎn)換器組成，其中單片機(jī)與煤氣罐控制單元的D/A轉(zhuǎn)換器相連 接，D/A轉(zhuǎn)換器與變送器相連接，變送器與電磁閥驅(qū)動相連接。
[0009] 作為優(yōu)選方案，所述通信接口模塊采用RS232通信接口模式。
[0010] 作為優(yōu)選方案，所述顯示模塊可以采用IXD顯示屏或液晶顯示屏。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述聲光報警模塊包括一 LED燈和一蜂鳴器。
[0012] 作為優(yōu)選方案，所述單片機(jī)采用AT89S51單片機(jī)。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對煤氣泄漏的實(shí)時監(jiān)測；實(shí)時跟蹤顯示現(xiàn) 場煤氣濃度并根據(jù)傳感器老化曲線進(jìn)行誤差修正；具有超限聲光報警功能；根據(jù)報警狀況 自動關(guān)閉煤氣管道電磁閥并開啟排氣裝置；故障排除后，可控制煤氣管道電磁閥的自動開 啟。并且成本低廉、能夠?qū)崿F(xiàn)完全智能化監(jiān)測控制煤氣濃度、易于開發(fā)、便于大規(guī)模推廣使 用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡 單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明煤氣監(jiān)測模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明執(zhí)行電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 現(xiàn)在結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化 的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。這些 實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容 之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種修改，這些等效的變化和修飾同樣落入本發(fā)明 所限定的保護(hù)范圍。
[0019] 如圖1所示的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：單片機(jī)、電源、晶振電路、復(fù) 位電路、EPROM、通信接口模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行監(jiān) 控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊，所述單片機(jī)分別與電源、晶振電路、復(fù)位電路、EPROM、通信接口模 塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊相連 接，所述煤氣監(jiān)測模塊用于監(jiān)測目標(biāo)單位空氣中的煤氣值并將監(jiān)測到的煤氣值傳輸?shù)絾纹?機(jī)，單片機(jī)接收、分析監(jiān)測到的煤氣值后可向執(zhí)行電路模塊發(fā)送執(zhí)行指令，執(zhí)行電路模塊可 以通過控制目標(biāo)單位的物理狀態(tài)以減少或降低空氣中的煤氣值。圖2是煤氣監(jiān)測模塊電路 結(jié)構(gòu)示意圖，包括傳感器、變送器、濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，所述煤氣監(jiān)測模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器 與單片機(jī)相連接，濾波器與A/D轉(zhuǎn)換器相連接，變送器與濾波器相連接，傳感器與變送器相 連接。圖3是執(zhí)行電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖，包括一排風(fēng)模塊，所述排風(fēng)模塊由排風(fēng)機(jī)、繼電器、 驅(qū)動器和D/A轉(zhuǎn)換器組成，其中單片機(jī)與排風(fēng)模塊中的D/A轉(zhuǎn)換器相連接，D/A轉(zhuǎn)換器與驅(qū) 動器相連接，驅(qū)動器與繼電器相連接，繼電器與排風(fēng)機(jī)相連接。執(zhí)行電路模塊還可以包括一 煤氣罐控制單元，所述煤氣罐控制單元由電磁閥驅(qū)動、變送器和D/A轉(zhuǎn)換器組成，其中單片 機(jī)與煤氣罐控制單元的D/A轉(zhuǎn)換器相連接，D/A轉(zhuǎn)換器與變送器相連接，變送器與電磁閥驅(qū) 動相連接。
[0020] 監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理是利用半導(dǎo)體氣敏傳感器將煤氣濃度變換為模擬電壓信號， 將mV級電信號經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號，放大器把信號放大為0?5V后，送到A/D轉(zhuǎn)換器， 變換成數(shù)字信號送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。當(dāng)空氣中的煤氣濃度達(dá)到設(shè)定值時，將輸出數(shù)字 信號，經(jīng)變送器驅(qū)動電磁閥，將煤氣管道關(guān)閉并打開排氣裝置，并輸出數(shù)字信號驅(qū)動光電報 警和向上位PC機(jī)輸出所處位置及報警值，以讓監(jiān)控人員進(jìn)行處理。故障排除后，可操縱控 制面板按鍵，打開閥門使其恢復(fù)供氣。由于通用PC機(jī)的串行通信主要由通用異步接收、發(fā) 送器8250通過RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口與外界進(jìn)行異步通信，而AT89S51單片機(jī)的串行 接口是TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，因此在通訊過程中必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232C電 平后與PC機(jī)的RS-232C接口 RXD與TXD連接。
[0021] 煤氣的監(jiān)控關(guān)系到人身安全，考慮到系統(tǒng)程序能夠確?？煽空_的運(yùn)行，有必要 加強(qiáng)程序運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)對運(yùn)行程序的有效監(jiān)控，由于需要通過A/D轉(zhuǎn)換器對來自于氣敏傳 感器的各種模擬量進(jìn)行多次采樣，外部干擾有可能會干擾單片機(jī)的正常運(yùn)行，從而引起混 舌L。為此，系統(tǒng)采用了看門狗電路Max813作為程序運(yùn)行監(jiān)控器，每隔一定時間，由控制器向 看門狗發(fā)出一個復(fù)位信號，使其復(fù)位端保持無效。程序一旦跑飛或進(jìn)入死循環(huán)造成系統(tǒng)失 效，由看門狗發(fā)出一個復(fù)位信號，使系統(tǒng)能盡快復(fù)位并恢復(fù)正常工作。此外，通過軟件設(shè)置 人工復(fù)位電路和程序設(shè)計來處理。如采用指令冗余，在一些對程序的流向起關(guān)鍵作用的地 方人為地插入兩條Ν0Ρ指令，使該條指令不會被前面沖下來的失控程序拆散，而會得到完 整的執(zhí)行，從而使程序重新納入正常軌道。
[0022] 以上內(nèi)容結(jié)合了實(shí)施例附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做出了詳細(xì)說明。本說明書中 各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處， 各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0023] 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文中所公開的原理和新穎性特點(diǎn) 相一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括：單片機(jī)、電源、晶振電路、 復(fù)位電路、EPROM、通信接口模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行 監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊，所述單片機(jī)分別與電源、晶振電路、復(fù)位電路、EPROM、通信接口 模塊、聲光報警模塊、煤氣監(jiān)測模塊、顯示模塊、鍵盤、程序運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)行電路模塊相 連接，所述煤氣監(jiān)測模塊用于監(jiān)測目標(biāo)單位空氣中的煤氣值并將監(jiān)測到的煤氣值傳輸?shù)絾?片機(jī)，單片機(jī)接收、分析監(jiān)測到的煤氣值后可向執(zhí)行電路模塊發(fā)送執(zhí)行指令，執(zhí)行電路模塊 可以通過控制目標(biāo)單位的物理狀態(tài)以減少或降低空氣中的煤氣值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述煤氣監(jiān) 測模塊包括傳感器、變送器、濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，所述煤氣監(jiān)測模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器與單 片機(jī)相連接，濾波器與A/D轉(zhuǎn)換器相連接，變送器與濾波器相連接，傳感器與變送器相連 接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器 為半導(dǎo)體氣敏傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述執(zhí)行電 路模塊包括一排風(fēng)模塊，所述排風(fēng)模塊由排風(fēng)機(jī)、繼電器、驅(qū)動器和D/A轉(zhuǎn)換器組成，其中 單片機(jī)與排風(fēng)模塊中的D/A轉(zhuǎn)換器相連接，D/A轉(zhuǎn)換器與驅(qū)動器相連接，驅(qū)動器與繼電器相 連接，繼電器與排風(fēng)機(jī)相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述執(zhí)行電 路模塊包括一煤氣罐控制單元，所述煤氣罐控制單元由電磁閥驅(qū)動、變送器和D/A轉(zhuǎn)換器 組成，其中單片機(jī)與煤氣罐控制單元的D/A轉(zhuǎn)換器相連接，D/A轉(zhuǎn)換器與變送器相連接，變 送器與電磁閥驅(qū)動相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述通信接 口模塊采用RS232通信接口模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述顯示模 塊可以采用LCD顯示屏或液晶顯示屏。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述聲光報 警模塊包括一 LED燈和一蜂鳴器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的煤氣濃度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述單片機(jī) 采用AT89s51單片機(jī)。
【文檔編號】G01N27/00GK104089983SQ201410350247
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】田中任 申請人:蘇州南斗專利服務(wù)有限公司