单片机瓦斯监控系统
瓦斯监控系统管理制度
瓦斯监控系统管理制度瓦斯监控系统是一种用于检测和监控瓦斯泄露的设备系统，广泛应用于煤矿、化工厂、石油开采等行业中。
为了保障系统的有效运行和使用，需要建立瓦斯监控系统管理制度。
该制度是为了规范瓦斯监控系统的管理、维护和使用，确保系统的高效稳定运行，保障生产安全。
一、制度目的二、制度适用范围本制度适用于所有瓦斯监控系统的管理、维护和使用。
三、责任人及职责1.系统管理员：负责瓦斯监控系统的日常管理和维护，包括系统的安装、维修、更新等。
2.使用人员：负责按照规定使用瓦斯监控系统，并在发现异常情况时及时报告管理员。
四、制度具体内容1.设备安装及验收（1）设备安装应按照相关规范进行，确保设备能够正常运行。
（2）设备验收应由专业人员进行，并开展相应的功能测试以确保设备符合要求。
2.日常维护（1）定期巡检：定期巡检瓦斯监控设备，检查设备的运行状态是否正常。
（2）定期维护：定期进行设备的保养和维修，确保设备始终处于良好的工作状态。
（3）数据备份：定期备份瓦斯监控系统的数据，以确保数据不丢失。
3.故障处理（1）故障报修：发现故障或异常情况时，及时向管理员报修。
（2）紧急处理：在紧急情况下，管理员应立即采取相应措施进行处理，并及时向相关人员报告。
4.使用规范（1）使用人员应按照相关规定使用瓦斯监控系统，不得私自更改系统设置。
（2）使用人员需要经过培训并持有相关证书，方可使用瓦斯监控系统。
（3）使用过程中，发现瓦斯泄露或其他异常情况，应立即报告管理员并采取相应措施。
五、处罚措施（1）对于违反瓦斯监控系统管理制度的人员，将给予相应处罚，包括警告、记过、降职、辞退等。
（2）对于故意破坏瓦斯监控系统设备的行为，将依法追究其法律责任。
六、监督检查公司将定期进行瓦斯监控系统的监督检查，并对系统的管理和使用情况进行评估，以确保制度的执行和有效性。
七、制度宣传公司将定期组织瓦斯监控系统的安全宣传，提高相关人员对瓦斯监控系统管理制度的认识和理解。
基于单片机的煤矿瓦斯监测系统设计
XXXX大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：专业：题目：基于单片机的煤矿瓦斯监测系统设计指导教师：职称:职称:20**年12月5日设计题目基于单片机的煤矿瓦斯监测系统设计姓名班级答辩小组成员（职称）：说明书主要内容：（小摘要）1：目前我国煤矿的安全事故频频发生，其原因是多方面的，但井下安全监测手段落后是其中的一个主要原因。
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。
2：针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。
3：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。
4：这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。
5：该传感器以AT87C552单片机为核心，实现对瓦斯的检测、报警和控制。
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。
评定成绩：答辩小组组长：年月日目次引言 (1)1 文献综述 (3)1.1 关于瓦斯 (3)1.1.1 矿井瓦斯监控技术 (3)1.2 系统原理介绍 (4)2 总体设计方案 (5)2.1 硬件电路介绍 (5)2.1.1 恒温控制信号取样电路 (6)2.1.2 锯齿波发生电路 (7)2.1.3 电压比较电路 (9)2.1.4 脉冲电压稳幅电路 (9)2.1.5 声光报警电路 (10)3 具体实施方案 (12)3.1 CPU模块设计- AT89S8252 单片机的结构及原理简介 (12)3.2 智能瓦斯传感器的设计 (12)3.3智能监控系统下位机的软件框架 (14)3.4 LCD显示器 (18)3.5 PID控制 (20)PID控制实现 (21)3.6 软件流程图 (24)总结 (26)参考文献 (26)引言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。
单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用
单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用单片机在煤矿安全监测系统中起着重要的作用。
煤矿安全监测系统是用于监测煤矿内各种重要参数的系统，如瓦斯浓度、温度、湿度等。
单片机可以通过传感器采集各种参数的数据，并进行实时监测和处理。
当监测到异常情况时，单片机可以及时发出警报信号并采取相应的措施，以确保煤矿的安全运行。
单片机在煤矿通风系统的控制中起着关键性的作用。
通风系统是煤矿内重要的控制系统之一，它可以确保矿井内的空气清新，并有效排除有害气体。
单片机可以监测矿井内的温度、湿度和二氧化碳浓度，并根据这些数据来控制通风系统的运行。
通过单片机的控制，可以使通风系统按照预定的参数进行运行，提高通风系统的效率和安全性。
单片机在煤矿电气设备的监控和控制中也扮演着重要的角色。
煤矿中有许多重要的电气设备，如电动机、变压器、照明设备等。
单片机可以监测这些设备的运行状态和工作参数，如电流、电压等，并对其进行智能控制。
当监测到设备出现故障或异常情况时，单片机可以自动切断电源，并发出警报信号，以避免设备损坏和事故发生。
单片机还可以应用于煤矿供电系统的控制和监测。
煤矿供电系统是煤矿的重要支撑系统，它提供了矿井内的电力供应。
单片机可以监测供电系统的电流、电压和功率等参数，并进行实时控制。
当监测到供电系统出现异常情况时，单片机可以自动切断电源或切换备用电源，确保电力供应的稳定性和可靠性。
单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用非常广泛。
它可以用于煤矿安全监测系统、通风系统的控制、电气设备的监控和控制以及供电系统的控制和监测等方面，为煤矿的安全生产和高效运营提供重要的支持。
随着科技的不断发展，相信单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用还将进一步扩大和深化。
基于单片机的井下瓦斯监控系统设计word格式
目录第1章绪论 (1)1.1煤矿气体监测系统概述 (1)1.2煤矿气体监测系统的国内外发展状况 (1)1.3本课题的研究意义 (2)1.4本课题的主要工作内容 (3)第2章煤矿瓦斯监测系统设计的特殊要求及设计原理 (4)2.1系统设计要求 (4)2.1.1技术指标要求 (4)2.1.2隔爆仪表设计要求 (4)2.1.3系统的功能 (5)2.2设计原理 (5)2.2.1气体传感器的选择 (5)2.2.2单片机型号的选择 (6)第3章煤矿瓦斯监测系统的硬件设计 (9)3.1系统原理框图 (9)3.2系统硬件设计 (9)3.2.1系统电源 (10)3.2.2气体传感器 (11)3.2.3A/D转换器芯片ADC0809的原理及应用 (13)3.2.4HD7279A显示电路 (15)3.2.5看门狗硬件电路 (17)3.2.6PTR2000无线通信传感系统 (18)3.2.7按键电路设计 (22)第4章煤矿瓦斯监测系统的软件设计 (24)4.1下位机软件设计 (24)4.1.1A/D转换程序流程图 (25)4.1.2键盘转换程序 (26)4.2上位机软件设计 (27)4.2.1设计概述 (27)4.2.2RS-232多地址通讯设计 (28)4.2.3上位PC机通讯程序设计 (30)4.2.4PC机通讯程序清单 (31)4.2.5VB可视化界面设计 (33)第四章总结与展望 (35)4.1研究工作总结 (35)4.2研究工作展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 电路原理图 (38)第1章绪论煤矿中含有大量的甲烷(CH4)等易燃易爆气体，发生事故后会造成巨大的经济损失，危及矿工的生命。
随着煤矿开采技术手段的不断改进和开采规模的扩大及开采深度的不断延伸，安全隐患越来越多。
瓦斯事故特别是重、特大瓦斯事故在煤矿事故中所占的比例也越来越高。
如果不把瓦斯事故控制住，就不能实现煤矿安全生产状况的稳定，也就无法保障煤炭工业的持续健康发展。
基于STM32F373高灵敏多控制煤矿瓦斯控制器设计
基于STM32F373高灵敏多控制煤矿瓦斯控制器设计煤矿瓦斯是地下煤矿在开采过程中产生的一种可燃气体，对矿井的安全生产造成严重的威胁。
为了有效控制瓦斯的生成和爆炸危险，需要设计一种高灵敏多控制的煤矿瓦斯控制器。
本文将基于STM32F373单片机实现这一设计。
首先，煤矿瓦斯控制器需要能够高灵敏地监测煤矿中的瓦斯浓度。
为了实现这一功能，我们可以使用高精度的气体传感器，如MQ-4瓦斯传感器。
该传感器可以实时监测瓦斯浓度，并将测量值转换为模拟信号。
为了将其与STM32F373单片机连接起来，我们可以使用模数转换模块（ADC）来将模拟信号转换为数字信号，并使用SPI接口进行数据传输。
其次，煤矿瓦斯控制器需要根据瓦斯浓度的变化做出相应的控制决策。
这需要一个智能控制算法来实现。
我们可以使用模糊控制算法，该算法可以根据模糊规则和经验知识来推断出合适的控制策略。
通过设置不同的模糊规则和隶属函数，可以使煤矿瓦斯控制器在不同的情况下产生不同的控制响应。
通过在STM32F373单片机中实现这个模糊控制算法，可以实现自动控制煤矿瓦斯浓度的功能。
另外，煤矿瓦斯控制器还需要具备多控制功能，在不同的情况下可以实现不同的控制策略。
例如，在瓦斯浓度超过一定阈值时，可以通过控制风机排出瓦斯，以降低瓦斯浓度；当瓦斯浓度低于一定阈值时，可以停止排瓦斯，以节约能源。
此外，还可以通过控制矿机停止工作来防止火花引发瓦斯爆炸。
通过在STM32F373单片机中实现这些控制功能的代码，可以实现多控制的煤矿瓦斯控制器。
最后，为了确保煤矿瓦斯控制器的可靠性和稳定性，需要进行系统故障的检测和处理。
使用STM32F373单片机的看门狗定时器功能，可以监测系统是否正常运行。
如果系统出现故障，例如传感器损坏或通信故障，可以通过编写相应的异常处理代码来处理这些故障，并及时向操作员报警，以确保煤矿瓦斯控制器的稳定运行。
综上所述，基于STM32F373高灵敏多控制煤矿瓦斯控制器的设计能够实现高灵敏度的瓦斯浓度监测、智能控制算法、多控制功能和系统故障检测等功能，可以有效预防矿井事故的发生，保障矿井的安全生产。
瓦斯抽采智能监控系统设计
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基于单片机的瓦斯报警系统
目录一. 绪论 (1)二. 瓦斯报警器的发展及组成应用 (3)（一）瓦斯的组成 (4)（二）瓦斯报警器的工作原理 (5)（三）信号显示 (7)三.单片机的特点及应用 (8)（一）.单片机的特点 (8)（二）单片机的应用原理 (9)四. 瓦斯浓度的检测 (10)五.整机工作过程 (13)六.总结 (14)参考文献 (17)附录 (18)谢词 (23)一.绪论随着采矿技术的不断发展，井下作业的安全越来越有保障，但是仍然有许多采矿企业的机械化程度低，对现场采矿的工作人员的生命安全造成潜在的威胁，特别是针对瓦斯气体的检测和报警仍旧存在隐患，每年由于瓦斯泄露造成的特大事故依然很多。
为避免人为因素造成爆炸事故的发生，开发研制出电话自动监控瓦斯和氧气报警器。
它能在瓦斯超限时或在矿井中缺少氧气并低于报警限时进行声光报警，并且自动拨通煤矿安全局主要负责人电话，告知井下瓦斯和氧气超限的实际情况，使安全局主要负责人对矿主、安检员、某些矿的负责人进行监管，督促他们认真贯彻煤矿安全规程，实现自动监管功能。
该设备还具有强迫显示报警参数和动态显示节能功能，并能方便地观测瓦斯和氧气的含量。
它是一种新型的煤矿安全监控设备。
由于安全灯的构造简单，性能稳定，使用寿命长，一百多年来一直被沿用下来，至今仍在许多国家使用。
从1675年英国北威尔士欣煤矿发生的第一次瓦斯爆炸矿难起，世界各国开始更进一步关注对瓦斯检测报警的相关安全研究，一直以来，光干涉瓦斯检定器在我国和日本使用比较广泛，自20世纪30年代以来，已经连续使用了数十年，至今仍在某些矿井的瓦斯检测中使用。
目前，在瓦斯检测仪总占主导地位的是催化瓦斯检测仪，据最早文献记载，1943年以前美国已制成VCC瓦斯测量仪，后日本在铂丝元件上加上涂有催化剂的载体小珠，制成最早的载体催化元件并利用这种原件制成了北辰型瓦斯指示器。
1958年法国Cherchar 研究所已研制成功利用AI2O3为载体，钯Pd、钍Th为催化剂的载体催化元件，获得了较好的催化性能。
单片机的瓦斯报警系统的设计毕业设计 推荐
单片机的瓦斯报警系统的设计摘要本文设计的用单片微机控制的瓦斯浓度监控报警系统，是采用热催化原理(俗称黑白元件)探头制成的甲烷浓度测量仪，适用于煤矿井下各作业场所中测量空气中的瓦斯浓度。
仪器能够根据瓦斯浓度报警限(1.00%)进行声、光报警，并启动排风设备，同时具有通信功能。
系统由AT89C51单片机、敏感元件、看门狗监控电路、小信号放大电路、A/D转换电路、通信电路、显示电路、报警电路等组成。
其中CPU是监控仪的核心，完成数据采集、处理、输出、显示等功能;敏感元件是准确检测瓦斯气体含量的主要元件之一，其输出是与瓦斯浓度相对应的电压信号;小信号放大电路则是用来放大敏感元件输出的电压信号;A/D转换电路把放大了的电压信号由模拟信号变为数字信号送入单片机;显示电路则显示实时瓦斯浓度;报警电路对超限瓦斯浓度进行报警。
该系统的特点是测量范围宽，精度高;结构简单，成本低;可靠性和稳定性好，是一种电路设计新颖、参数测量准确、操作方便的矿用瓦斯浓度监控报警系统。
关键词: AT89C51，A/D转换电路，敏感元件AbstractThe concentration of methane monitor controlled by chip microprocessors15 able to sound the alarm bell based on the limit of methane concentration，and start device to drain the gas at the same time.The instrument include CPU，sensitive element，Canmengou monitoring circuit，little signal amplify circuit，A/D transform circuit，communication circuit，display circuit，monitoring circuit，CPU is the core in the instrument，complete data gather，Process，export，display and so on. Sensitive element is one of the important to measure t he concentration of methane，and it’s export is a little voltage signal，little signal amplify circuit is to transform the analogue signal to digital signal，display circuit is to display the concentration of methane，monitoring circuit is to monitor the overstep limit of methane concentration·The feature is new design，accurately measure parameter，convenient to operate and so on.Keywords: AT89C51，sensitive element，A/D transformationCircuit.目录摘要 (I)ABSTRACT ..................................................................................... I I 目录. (III)第1章绪论 (1)1.1瓦斯的介绍 (1)1.2煤矿安全系统概况 (3)1.3测量仪器的基本性能 (4)1.3.1 测量仪器的概念 (4)1.3.2 测量仪器的基本性能 (5)第2章研究内容方法和原则 (8)2.1研究内容方法 (8)2.1.1 设备和功能 (8)2.1.2 计时 (9)2.1.3 主要实现方法 (9)2.2设计原则 (9)2.2.1 总体设计的原则 (10)2.3课题研究的总体思路 (11)第3章监控系统工作原理 (12)3.1瓦斯浓度检测系统原理分析 (12)3.1.1 分类 (12)3.2热催化元件的结构及工作原理 (13)3.2.1 热催化元件的结构 (13)3.2.2 敏感元件工作原理 (14)3.2.3 整机工作原理 (14)第4章硬件电路设计 (16)4.1微控制器CPU (16)4.1.1 AT89C51 (16)4.2敏感元件 (19)4.2.1催化元件的特性 (19)4.2.2 敏感元件的组成及作用 (21)4.3小信号放大电路 (22)4.4A/D转换电路 (22)4.4.1 ADC0809的内部结构 (22)4.5通信电路 (27)4.5.1 串行通讯 (27)4.5.2 信号的调制和解调 (29)4.5.3 芯片的选择 (29)4.5.4 串行通信的软件 (30)4.6可编程看门狗电压监控电路 (33)4.7显示电路 (37)4.8声光报警电路 (38)4.8.1 光报警电路 (38)4.8.2 声报警电路 (38)4.9排风电路 (39)4.10电源电路 (41)第5章软件设计 (46)5.1系统软件设计原则 (46)5.2软件实现功能 (46)5.2.1 主程序流程图 (46)5.2.2 定时器中断服务程序 (48)5.2.3 串行口中断服务程序 (48)第6章仪器标定及主要技术指标 (51)6.1仪器的标定 (51)6.2仪器的主要技术指标 (51)6.3仪器的校正方法 (51)结论 (53)致谢..................................................................错误！未定义书签。
基于单片机设计的瓦斯监测系统
关 键词 ： 瓦斯０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ —８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ９ ６
１ 瓦 斯 气 体 监 测 的 现状 和发 展 趋 势 现 国外瓦斯 的检测用可燃性气体 的检测代替 单一 Ｃ Ｈ ４ 气 体 的测 量 ， 毒气 的检测包括 Ｓ的测量 ； 而我 国对 瓦斯检 测主 要 以检 测 Ｃ Ｈ ４ 为主 ， 毒气 的检测 以 Ｃ Ｏ检测 为主 ； 单从我 国检
２ 煤 矿 瓦 斯 监 测 系统 ２ ． １ 工作 原理
２ ． ３ ． １ 气体传感器 的选择 要进行一个具体 的测 量 工作 ， 首先 要考 虑采 用何种 原理 的传感器 ， 而这需要分 析多方面的 因素之 后才能 确定 。因为 ， 即使是测量 同一物理量 ， 也有多种原理 的传 感器可供 选用 ， 哪 种原理 的传感 器更 为合适 ， 则需 要根据 被测 量的 特点和 传 感器 的使用条件考虑 以下一些具 体问题 ： 量程的大小 ； 被测 位 置对传感器体积 的要求 ； 测量方式为接触式 还是非接 触式 ； 信 号 的引 出方法 ， 有线 或是 非接触 测量 ； 传感 器 的来 源 ， 国产 还 是进 口， 还是 自行研制 ， 价格 能否 承受 。 在考 虑上述 问题之 后就能大致确定选用何 种类型 的传感 器， 然后再考虑传感器的具体性能指标 ， 此设 计选用半导体 型 传感 器型号为 Ｍ Ｐ一４ 。
技术与市场
加１ ３ 年第 ２ ０ 卷第 ６ 期
技术研 发
基 于 单 片机 设 计 的瓦 斯 监测 系统
闰庆华
（ 黑龙 江 交通职 业技 术 学院 ， 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ ６ １ ０ ０ ５ ）
基于单片机的瓦斯监控的硬件设计
基于单片机的瓦斯监控的硬件设计一、引言二、系统总体设计基于单片机的瓦斯监控系统主要由传感器模块、信号调理模块、单片机控制模块、显示模块、报警模块和电源模块等组成。
传感器模块用于检测瓦斯浓度，并将其转换为电信号。
常用的瓦斯传感器有催化燃烧式传感器和红外吸收式传感器等。
信号调理模块对传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量和稳定性。
单片机控制模块是整个系统的核心，负责对采集到的信号进行处理、分析和判断，并控制显示模块和报警模块的工作。
显示模块用于实时显示瓦斯浓度值，方便工作人员查看。
报警模块在瓦斯浓度超过安全阈值时发出声光报警信号，提醒工作人员采取相应的措施。
电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。
三、传感器模块设计（一）传感器选型在选择瓦斯传感器时，需要考虑测量范围、精度、响应时间、稳定性和可靠性等因素。
催化燃烧式传感器具有成本低、测量范围广、响应速度快等优点，适用于一般煤矿井下的瓦斯检测。
红外吸收式传感器则具有精度高、稳定性好等优点，但成本相对较高，适用于对测量精度要求较高的场合。
（二）传感器接口电路传感器输出的电信号通常较弱，需要通过接口电路进行放大和调理。
接口电路一般包括放大器、滤波器和基准电压源等部分。
放大器用于将传感器输出的微弱信号放大到单片机能够处理的范围；滤波器用于去除信号中的噪声和干扰；基准电压源则为整个电路提供稳定的参考电压。
四、信号调理模块设计（一）放大电路为了提高传感器输出信号的幅度，需要设计放大电路。
放大电路可以采用运算放大器实现，如LM324等。
根据传感器输出信号的特点和单片机的输入要求，合理选择放大倍数，以确保信号能够被单片机准确采集。
（二）滤波电路由于煤矿井下环境复杂，传感器输出的信号中往往存在各种噪声和干扰。
为了提高信号的质量，需要设计滤波电路。
常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
在瓦斯监控系统中，通常采用低通滤波器来去除高频噪声和干扰。
基 于 单 片 机 的 煤 矿 瓦 斯 浓 度 监 控 系 统
学生毕业设计（论文）报告系毕业设计（论文）开题报告基于单片机的煤矿瓦斯浓度监控系统绪论 (6)第一章方案设计和基本工作原理 (7)1.1引言 (7)1.1.1系统总体设计 (7)1. 1. 2系统硬件设计 (7)1. 1. 3系统软件设计 (7)1. 1. 4系统的调试和试运行 (7)1.2方案设计 (7)1. 2. 1主要功能 (7)1. 2. 2技术指标 (8)1.3基本原理 (8)第二章系统硬件结构设计 (10)2.1硬件功能要求 (10)2.2硬件电路设计 (10)2. 2. 1传感元件 (10)2. 2. 2 LED显示及接口 (11)2. 2. 3七段LED的显示接口 (11)2 .2. 4声光报警电路 (12)2. 2. 5红外遥控部分 (12)2. 2. 6液晶显示模块 (12)第三章软件系统设计 (13)3.1软件功能要求 (13)3.2遥控器调节的基本原理 (14)3.3接收电路 (14)3.4译码 (14)3.5自校准电路 (14)3.6监控分站的设计 (15)3. 6．1主要功能 (15)3. 6. 2总体结构 (15)3. 6．3频率及开关信号接口单元 (16)3. 6．4输出电路 (16)3．6．5串行通讯单元 (16)3．6. 6 PIC单片机的串行接口 (17)答谢词 (18)参考文献 (19)基于单片机的煤矿瓦斯浓度监控系统摘要：我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等(如DAN6400, TF200, MINOS和Senturion-200)引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿;在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2, KJ4, KJB, KJ10, KJ13, KJ19, KJ38, KJ66, KJ75, KJ80, KJ92等监控系统，在我国煤矿己大量使用。
实践表明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
016瓦斯监测监控系统管理制度
016瓦斯监测监控系统管理制度一、系统概述瓦斯是煤矿井下最主要的危险因素之一，在煤矿生产过程中，瓦斯往往会通过巷道进入井下，如果积累到一定程度，会引发爆炸事故。
为了防范煤矿瓦斯爆炸事故的发生，建立一套瓦斯监测监控系统是非常必要的。
本文旨在建立一套完整的瓦斯监测监控系统管理制度，确保监测监控系统运行有效、安全、稳定。
二、系统功能瓦斯监测监控系统主要具备以下功能：1.实时监测煤矿井下的瓦斯浓度、温度、湿度等参数；2.分析监测数据，判断瓦斯浓度是否超标，是否存在积累现象；3.对瓦斯超标的区域进行控制，及时采取降低瓦斯浓度的措施；4.对瓦斯数据进行远程传输和存储，方便数据分析和查询；5.针对瓦斯监测监控系统的故障、报警等情况进行及时处理。
三、系统组成瓦斯监测监控系统由以下部分组成：1. 瓦斯监测仪器瓦斯监测仪器是瓦斯监测监控系统的核心部件，负责采集井下瓦斯浓度、温度、湿度等参数，并将采集到的数据传输到上位机进行控制和分析。
2. 上位机上位机是瓦斯监测监控系统的“大脑”，主要负责数据的处理、分析、传输和存储，在井下瓦斯浓度超标或设备故障的情况下，会及时发送报警信息。
3. 控制系统控制系统是瓦斯监测监控系统的“手”，主要负责控制井下设备的开关，以达到降低瓦斯浓度的目的。
四、系统管理制度1. 维护保养制度1.1 瓦斯仪器每月进行一次校准，确保测量数据准确性。
1.2 瓦斯仪器每季度进行一次维护保养，清洗灰尘、更换配件等。
1.3 上位机每季度进行一次软件升级，确保系统运行稳定。
2. 操作规范2.1 操作人员必须具备相关岗位的操作技能，熟悉瓦斯监测监控系统的基本功能和操作流程。
2.2 操作人员必须按照操作规范进行操作，并严格遵守安全操作规程。
3. 报警处理制度3.1 当瓦斯浓度超标或设备故障时，上位机会发出报警信号。
3.2 接到报警信号的人员必须立即前往井下进行处理，确保井下工作人员及设备的安全。
4. 远程管理制度4.1 瓦斯监测监控系统具有远程管理功能，在必要时需要远程管理人员对设备进行管理和控制。
基于单片机的家用瓦斯报警系统
关键词
Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 气 敏 传感 器
Ａ ／ Ｄ转换
声 光 报 警
气体泄露 时 ， 使气敏传感器受激发 ， 气敏传感器 内部发 生相
应 的化 学变 化而输 出电信 号 ，电压量经 过 Ａ ／ Ｄ转 换器转换 为数字量送到单片机 Ｉ ／ Ｏ 口，单 片机控制蜂鸣器发 出声音 ， 发光二极管组成 的流水灯开 始流动 ， 达 到声光报警的效果 。
设计一个基于单片机 的家用 瓦斯报警系统 。能检测 到 泄露 的可燃性气体 ， 并且能进行声光报警 。
２ ． ２设 计 思 路 Байду номын сангаас
光 二 极 管 开 始发 光 ， 达 到 声 光 报警 的效 果 。软 件 部 分 应 用 单
片 机 Ｃ语 言 实现 了本 设 计 的全 部 控 制功 能。
瓦斯的主要成分是 甲烷 （ Ｃ Ｈ ４ ） ， 本系统选 择能对多种可
本 系 统硬 件 部 分 采 用 单 片 机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２为 控 制 核
２ 系统设计
２ ． １设 计 要 求
心， 实现 报 警 系统 的 控 制 功 能 。当放 置 系统 的空 间 内有 瓦斯
气体泄露（ 达 到 一定 浓度 ） 时， 使 气敏传感器受激发 ， 气 敏 传 感 器 内部 发 生相 应 的化 学 变 化 而 输 出 电信 号 ，通 过 Ａ ／ Ｄ转 换 的数 据 送 入 单 片机 ， 同时 单 片 机 控 制 蜂 鸣器 发 出 声 音 ， 发
图 １系统 总体框 图
１ 前 言
目前 ， 人们 生活中使 用的煤气 、 液化 石油气 、 天然气等 ， 都是易燃易爆性气体 ， 有些甚至是有毒气体 ， 如果发生 泄漏 就可能危及人 的生命财产安全 。本设计 的实 际意义就 是当
基于STM32F103单片机的远程无线瓦斯浓度监测系统
1引言随着科技的快速发展，煤矿资源已成为我们生活必不可少的部分。
然而在开采煤矿资源时，煤矿瓦斯浓度、水、火等灾难事故时有发生，尤其是瓦斯爆炸、瓦斯中毒等事件，已成为我国煤矿生产安全的第一大祸首。
这不仅造成较大的经济损失和社会影响，而且也会给煤矿生产带来灾难性的破坏和严重威胁着人员的安全。
为了进一步满足我国煤矿生产的需要，设计一种稳定、精确、可实时监测和无线数据传输的瓦斯浓度测量仪是不可少的。
显然，与传统的有线传输测量系统相比，无论是在覆盖范围、运行成本和系统维护，还是监测煤矿瓦斯浓度的实时性和精确性上，采用STM32F103单片机控制和GPRS DTU 的远程无线传输系统都具有更大的优势。
该系统由STM32F103单片机控制的瓦斯浓度测量仪外接GPRS DTU ，利用TCP/IP 协议进行无线传输，将所测得瓦斯浓度发送到地面监控中心，远程实时监测各个节点的瓦斯浓度，有效降低了瓦斯爆炸事故发生的风险。
2系统的总体设计监测系统主要由瓦斯浓度测量仪节点和网络监控中心两个部分组成，其总体的设计框图如图1所示。
该系统包括STM32F103微处理器、MQ-4气体传感器、低通滤波电路、A/D 转换电路、报警电路和GPRS DTU 模块等组成，如图2所示。
其工作原理如下：（1）由气体传感器实时获得井下瓦斯浓度数据，通过低通滤波电路过滤掉所采集数据中的高频噪音,然后通过A/D 转换将电信号转化为数字信号，最后用放大电路将该信号放大后送到STM32F103主控器中。
（2）由主控器内部对输入的瓦斯信号进行处理、加工和分析等，然后将结果与预设值进行比较，判断是否发生声光报警。
（3）将生成的报警信号和瓦斯浓度通过GPRS DTU ，利用其内部的TCP/IP 协议，以无线传输的方式发送到监控中心。
（4）从监控中心实时监测各井下的瓦斯浓度。
图1总体设计框图基于STM32F103单片机的远程无线瓦斯浓度监测系统王沛雪张水利崔佳萌任卓李江闫子瑜张波（延安大学物理与电子信息学院，陕西延安716000）摘要：针对传统瓦斯浓度监测系统的不足，设计了一种基于STM 32F 103单片机的远程无线瓦斯浓度监测系统。
基于单片机煤矿瓦斯监测装置工作原理
基于单片机煤矿瓦斯监测装置工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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煤矿瓦斯监测系统
This design uses AT89S52 microcontroller as the core, combined with peripheral component of methane sensor, A/D converter chip, LCD liquid crystal display etc.. Design of mine gas detection system display and concentration of recognition, on methane alarm threshold.It the gaseous component,the density and so on the related information transformed the electrical sinal,thus was allowed to carry on the examination,the monitoring,reports to the police;At present,the people to were mad the sensitive sensor the rest method mainly pauses is using the artificial manual way to operate,develops one kind of practical highly effective intellectualized sensor testing device is extremely essential.This design using Portal software circuit design, using Kiel software to programming, to achieve its function by using Proteus simulation.Experiments prove thatthis design not only convenient operation, but also better defense and decrease due to gas accidents.
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目录摘要............................................................................................................................................... I II Abstract ......................................................................................................................................... I V 第1章引言.. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 国内外瓦斯监测的现状 (2)1.4 瓦斯监测的发展方向 (3)1.5 课题研究的内容及要求 (3)1.6 课题研究的总体解决方案 (4)第2章瓦斯监控系统的设计概述 (5)2.1 概述 (5)2.2 设计方案 (5)2.3 工作原理 (7)第3章系统的硬件设计 (8)3.1 主控单元单片机的设计 (8)3.1.1 单片机简介 (8)3.1.2 单片机的发展趋势 (9)3.1.3 单片机AT89S51介绍 (10)3.1.4 AT89S51的I/O口扩展器件 (14)3.2 气体采样单元 (14)3.2.1 瓦斯气体的介绍 (14)3.2.2 气体传感器的分类 (15)3.2.3 气体传感器的选择 (16)3.2.4 MQ-4 (17)3.3 A/D转换单元 (20)3.3.1 A/D转换器的选型 (21)3.3.2 ICL7109芯片简介 (23)3.3.3 A/D转换部分电路 (24)3.4 数据显示单元 (27)3.4.1 显示器的选择 (27)3.4.1数据显示部分电路 (29)3.5 调节执行单元 (32)3.6 电源单元 (32)3.7 报警单元 (33)第4章系统的软件设计 (34)4.1 主程序 (34)4.2 子程序设计 (34)4.2.1中断子程序 (34)4.2.2 声光报警子程序 (35)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (40)基于单片机的瓦斯监控系统的硬件设计摘要本文概述了瓦斯监控器的现状及其基本原理，主要论述了利用单片机实现瓦斯监控器的设计与实现方法。
瓦斯监控器是一种采用单片机控制的智能化仪表，为了满足煤矿井下使用携带方便、安全可靠等要求，在设计上作了如下的必要的考虑：考虑到小型化仪表的结构，以及今后改进的方便，我们将单片机进行了模块化处理。
系统的各个模块都由单片机控制完成。
本文针对目前情况设计一种井下便携式瓦斯监控器，以单片机为核心，气敏传感器把采集到的模拟量传送给A/D转换器转换成数字量交给单片机进行处理，当瓦斯气体浓度接近危险值时，自动发出报警，提醒井下人员立刻离开。
该设备同时还具备灵敏度调节和检测强度调节开关，有简单、方便、准确、实用等特点。
关键字：单片机，瓦斯气体检测，气敏传感器，报警，实用Hardware Design of Gas Monitoring System Based onMCUAbstractThis paper summarizes the present situation of gas monitors and its basic principle, mainly discusses the use of the single chip microcomputer to gas monitor methods of design and realization. Gas monitor is a kind of the single chip microcomputer control intelligent instruments, in order to satisfy the coal mine underground use is easy to carry, safety and reliability requirements, on the design made the following the necessary to consider: considering the miniaturization of instrument structure, as well as future improvement convenience, we will deal with the modular MCU. System modules are made by single-chip microcomputer control completed.In view of present situation design a portable gas monitors, underground based on single-chip microcomputer is gas sensor, the acquisition of the analog transfer to the A/D converter converted into digital quantity to MCU processing, when gas concentration close to dangerous value, automatic alarm and remind miners to leave at once. The equipment and also with sensitivity adjustment and testing strength, switch to adjust simple, convenient and accurate, practical and so on the characteristic.Key words: MCU, Gas detection, gas sensor, alarm, practical第1章引言1.1 课题背景我国是煤炭生产大国，随着煤矿机械化程度的提高，矿井生产能力和生产效率普遍加大，煤炭年产量居世界首位，产煤量占世界总产煤量的20%。
但同时我国也是煤矿安全形势最为严峻的国家之一。
自2010年以来，随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井陆续在装备矿井检测监控系统，系统的装备大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率，同时也为该技术的正确选择、使用、维护和企业安全生产信息化管理提出了更高的要求。
近年来，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等灾害，严重威胁着煤矿的安全生产和数百万名煤矿工人的生命安全，瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，可以说瓦斯爆炸已经成为矿难的第一大祸首。
国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占15%左右。
在许多发达国家中为了减少事故的发生，一般不会开采高瓦斯灾害隐患严重的矿井。
但中国是一个能源饥渴大国，煤炭是我国的主要能源，占一次性能源构成的75%，所以不论是低瓦斯还是高瓦斯，都在积极创造条件，照采不误。
多年来的实践证明，瓦斯浓度的检测监控器在监测煤矿井下安全状况，防范安全隐患方面起着重要作用，充分发挥其作用，是我国煤矿安全形势实现好转的关键。
近年来，国有重点煤矿瓦斯爆炸事故较少的原因之一，就是绝大多数煤矿的高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安装了瓦斯浓度监测监控器。
综上所述，瓦斯浓度监测监控器所要实现的功能包括根据所选的瓦斯传感器来设定瓦斯浓度预警值，采集瓦斯浓度并进行浓度显示及处理。
当实际浓度超限时进行声光报警并同时控制排风扇进行排风以降低浓度含量。
所以开发设计出一种操作简单的瓦斯监测监控器，对有效的预防和减少瓦斯爆炸具有非常现实的意义。
1.2课题研究的目的和意义能源工业是一个国家经济发展的命脉。
近年来，随着石油的紧张，石油价格的飙升，煤炭行业的重要地位和不可替代性也日益显现。
然而，中国煤炭行业的安全形势却不容乐观，尤其是重、特大瓦斯爆炸事故屡见报端，2010年全国煤矿发生瓦斯事故135起，死亡593人。
在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数。
这其中，固然有很多诱发因素，但煤矿生产企业安全监测设备不完备、管理手段落后是造成事故的重要因素之一。
煤矿中含有大量的甲烷（CH4）等易燃易爆气体，发生事故后会造成巨大的经济损失，危及矿工的生命。
随着煤矿开采技术手段的不断改进和开采规模的扩大及开采深度的不断延伸，安全隐患越来越多，瓦斯事故特别是中、特大瓦斯事故在煤矿事故中所占的比例也越来越高。
如果不把瓦斯事故控制住，就不能实现煤矿安全生产状况的稳定，也就无法保障煤炭工业的持续健康发展。
所以，对煤矿井下瓦斯气体进行快速准确的监测显得尤为重要，对易燃易爆混合气体监测的研究和开发也成为人们一直关注的问题。
在煤矿生产中，随着煤层采动，煤层中往往会涌出矿井瓦斯，瓦斯是煤矿开采中所产生的有害气体总称，它具有独特的性质和特点。
瓦斯的主要成份是甲烷，一氧化碳，二氧化碳，二氧化硫和硫化氢等。
瓦斯在煤体和围岩中，以游离状态和吸附状态存在，一般情况下处于动态平衡。
当外界温度、压力变化时这几种状态就会发生相互转化。
瓦斯在煤层开采过程中被逸散出来，在井下积累造成井下瓦斯浓度的增加，当瓦斯浓度达到5%-16%时具有爆炸性，瓦斯浓度为9.5%时爆炸威力最大，当瓦斯浓度小于5%或大于16%时，一般不会爆炸，遇明火只会燃烧，形成燃烧事故。
因此煤层瓦斯浓度的大小直接影响煤矿的设计、建设、安全生产及经济利益。
我国一些煤矿由于瓦斯预测不准，造成矿井投产后事故频繁发生。
因此准确而迅速地测出矿井瓦斯涌出量与突出危险区域，对煤矿安全生产和提高经济效益具有重大的意义。
1.3 国内外瓦斯监测的现状气体检测监控系统是工矿企业、社会公用事业、环境保护等领域必备的安全设备。
经过20多年的努力，气体检测仪表的敏感元件性能、质量有了根本性的改善。
在可测气体种类、测量范围、精度、稳定性和寿命等主要技术指标方面均有明显的提高，尤其精度、稳定性与寿命指标，提高了几倍。
目前有代表性的是法国OLDHAM公司的MX21，德国Drager公司的Multiwarn，日本理研株式会社的GX86、GX111、GX91、GX82系列，美国GasTech公司的GT、SAFETMTE等仪表。
我们通过这几种仪表的介绍和分析，概要说明气体检测监控系统的现状。
1、气体敏感元件的性能便携式气体监测仪表使用的气体敏感元件性能即代表了仪表整体的性能。