家用煤气报警器硬件设计——毕业论文设计.doc

PAGE 东南大学 毕 业?论 文 毕业设计题目：家用煤气泄漏报警控制器 硬件设计 摘 要 当今社会上，出现了许多煤气报警器，而这些产品大都是针对煤气的泄漏所做出的相应的报警，即为家庭式。但是随着社会的发展，煤气报警器也在发展。 微机控制技术、传感器在工业控制、机电一体化、智能仪表、通信、家用电器等方面得到了广泛应用，显著提高了各种设备的技术水平和自动化程度。因此对这些原理和结构我们就需要很好的了解并掌握。 煤气报警系统采用了RCM5700为系统的CPU，通过单片机系统设计实现对家用煤气的控制功能，由NG-CO-001电化学一氧化碳气体传感器对煤气进行检测，将所得的浓度值与设定浓度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理获得控制信号，去调节煤气出气阀的通断，四个单元的煤气浓度对应模拟量利用A/D转换为数字量，并加入了键盘输入，从而实现对家用煤气漏气的控制。整个系统的硬件电路设计合理，性能安全可靠。 关键词： 电位器采样 报警临界值 煤气浓度 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1、绪论 h 1 1.1、课题研究的背景 h 1 1.2、课题研究的目的 h 1 1.3、国内外研究现状及发展动态 h 2 1.4、系统设计基本内容 h 4 2、系统设计技术基础 h 5 2.1、系统实现方案与选择 h 5 2.2、MINI CORE芯片选择 h 7 2.3、一氧化碳传感器的选择 h 15 2.4、仪表放大器的选择 h 21 2.5、A/D转换器选择 h 23 3、基于RCM5700的系统电路设计 h 24 3.1、系统硬件电路总体设计 h 24 3.2、信号采集放大电路的设计 h 26 3.3、运放电路及A/D转换电路 h 28 3.4、RCM5700内置看门狗的利用 h 30 3.5、通信接口电路设计 h 31 3.6、电源转换电路设计 h 34 4、系统电路调试 h 34 4.1、模块的连通性调试 h 34 4.2、系统各硬件的检测及控制性调试 h 35 4.3、系统主控硬件的通信性能调试 h 35 4.4、系统软硬件综合性能测试 h 36 4.5、系统误差分析 h 36 总结 h 37 参考文献 h 38 致谢 h 39 附录 h 40 家用煤气泄漏报警控制器硬件设计 1、绪论 1.1、课题研究的背景 随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行，煤气或天燃气已成为多数家庭的燃料。每年，因煤气泄露造成的煤气中毒事故中，因使用热水器不当或产品本身的质量问题，造成的煤气中毒事故，全国均有不少事例。有甚者，因室内煤气浓度过高，引起煤气爆炸的事故也不少见。 家用煤气有时会因各种原因发生泄漏，煤气的主要成分是甲烷，甲烷是一种可燃性气体，遇到明火会发生燃烧甚至爆炸，所以如果在煤气泄漏时打电话，使用家用电器的话，煤气遇到电火花可能会发生爆炸事故。人呆在煤气泄漏的空间内，甲烷的不完全燃烧可能会生成一氧化碳，人体吸入有毒气体一氧化碳后，一氧化碳将会迅速与血液中的红细胞结合导致人体中毒昏迷，如果长时间吸入泄露的煤气甚至会发生中毒死亡。一氧化碳中毒属内科急症，如不及时发现及治疗，将会危及生命。近年来，我国部分地区非职业性一氧化碳中毒事件时有发生。特别是冬春季高发，据不完全统计，我国2006年因非职业性一氧化碳中毒，造成至少3850人中毒，142人死亡。2007年3-5月份，南汇区发生了2起非职业性一氧化碳中毒事件。 1.2、课题研究的目的 人们面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，就真的没有一个彻底的解决办法吗？据有关专家介绍，使用燃气报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。燃气专家指出，燃气泄漏或废气排放而大量产生的一氧化碳是燃气中毒事响应的根源，如采有用燃气泄漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试同样得出结论，燃气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达95%以上。 计算机的普及和信息技术的迅猛发展，人们己不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭，并迅速在世界各地发展起来。人们对居住环境要求的日见增高，体现在希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全。 单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，煤气泄漏则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个问题。单片机有利于为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。为此我们开发研制了智能煤气报警系统。 1.3、国内外研究现状及发展动态 民用可燃气体报警器为居民家庭用的燃气报警