基于单片机的煤矿瓦斯监测系统硬件设计

一、选题的目的和意义：
瓦斯事故主要分为瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯中毒等三类.通常瓦斯贮存于煤层及顶底岩层中,当采掘作业破坏了其封闭的完整性,就会从煤巷侧壁最薄弱的一处快速涌出.涌出的动力取决于局部煤层压力、瓦斯封闭体大小和导气能力等地质因素.涌出动力大时,会诱发矿压释放,联带连带煤壁矿体一同大量突出,称作煤与瓦斯突出事故.它摧毁巷道,并形成巷道冲击波、引发瓦斯或煤尘爆炸,阻断采区通风回路,摧毁供电系统,灾害快速影响到与作业工作面相连的采区甚至全矿井;涌出量少时不会有明显的动力现象,但是会造成作业巷道的瓦斯聚集,导致采矿作业人员遇到危险，所以我们发展瓦斯检测装置，以保护采矿作业人员的安全。
我国的煤气检测系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。而目前国内厂家多偏重于大型工矿企业大型可燃性气体检测报警系统的研发，他们所采用的报警控制方式，其系统复杂、成本较高。不方便携带和普及，需要设置一种单一、廉价实用的矿井瓦斯检测装置，因此，研制一种结构简单、价格廉价的矿井瓦斯检测装置是非常必要的。

二、国内外研究现状简述：
敏感元件和传感器技术是国际70年代发展起来的新兴技术产业，家用瓦斯检测装置就是以敏感元件和传感器技术为依托，研发出来的一种民用高科技产品。 [资料来源：http://think58.com]
在欧洲，北美，日本等发达国家和地区，家用可燃气体报警产品的消费和应用已经非常普及。在日本，1980年就制定了安装家用瓦斯检测装置的法规，当年城市瓦斯检测装置的安装普及率就达到了40％。美国也已有6个州制定了相关的法律。燃气泄漏报警器在日本的发展已途30年,30年来,日本政府和生产企业大力推广报警器的使用、使燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美等发达国家。燃气报警器已成为了家庭生活的必需品。
我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后，随着国民经济信息化进程的加快，之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为：一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产，装备制造与系统集成，硬件制造与软件制造，工业生产与信息服务相结合的现代信息产业；二是产业结构，产品结构，企业结构，运行机制，管理模式等方面发生了深刻变化；三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业，是新世纪的战略产业，为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。
传感器技术及其产业的特点是：基础、应用两头依附；技术、投资两个密集；产品、产业两大分散。基础、应用两头依附，是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺设备各不相同，计测技术大相径庭，没有上述四块基石的支撑，传感器技术难以为继。 [来源：http://www.think58.com]
在国家的支持下，“八五”以来，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。 在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC″89 首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今，固定每两年召开一次，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。 在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。
三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段：
本设计的内容是基于单片机的煤矿瓦斯监测系统设计。主要包括气敏元件的选择，硬件电路的设计，单片机的选择，A/D转换，单片机软件程序的设计，接口电路及报警排气系统等几个方面的内容，并对系统的稳定及智能化进行尝试。
使用AT89C51单片机，选用气体传感器TGS202作为敏感元件，利用多传感器信息融合技术，开发可用于家庭日常生活及小型企事业单位的煤气泄露检测。
本系统的软件编写采用的是汇编语言，整个程序的思路清晰，考虑全面。可以在执行的开始和过程中，修改报警临界值，增大了使用的地域和领域；在报警时可以指出哪个单元煤气泄漏并且发出音乐  。

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