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东南大学毕业论文毕业设计题目：家用天然气泄漏报警控制器硬件设计学生姓名：李水明系别：机电工程专业班级：2008班指导教师：唐方红起止时间:2010年1月—2009年4月摘要当今社会上，出现了许多然气报警器，而这些产品大都是针对然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，然气报警器也在发展。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。然气报警系统采用了RCM5700为系统的CPU，通过单片机系统设计实现对家用燃气的控制功能，由NG-CO-001电化学一氧化碳气体传感器对燃气进行检测，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，去调节然气出气阀的通断，四个单元的然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，从而实现对家用然气漏气的控制。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然气浓度目录1、绪论...................................................................................................11.1、课题研究的背景........................................................................................................11.2、课题研究的目的........................................................................................................11.3、国内外研究现状及发展动态................................................................................21.4、系统设计基本内容...................................................................................................42、系统设计技术基础........................................................................................................52.1、系统实现方案与选择..............................................................................................52.2、MINICORE芯片选择.............................................................................................72.3、一氧化碳传感器的选择........................................................................................152.4、仪表放大器的选择.................................................................................................212.5、A/D转换器选择.......................................................................................................233、基于RCM5700的系统电路设计...........................................................................243.1、系统硬件电路总体设计........................................................................................243.2、信号采集放大电路的设计...................................................................................263.3、运放电路及A/D转换电路...................................................................................283.4、RCM5700内置看门狗的利用...............................................................................303.5、通信接口电路设计.................................................................................................313.6、电源转换电路设计.................................................................................................344、系统电路调试.................................................................................................................344.1、模块的连通性调试.................................................................................................344.2、系统各硬件的检测及控制性调试.....................................................................354.3、系统主控硬件的通信性能调试.........................................................................354.4、系统软硬件综合性能测试...................................................................................364.5、系统误差分析...........................................................................................................36总结.................................................................................................................................................37参考文献..............................................38致谢.................................................................................................................................................39附录.................................................................................................................................................401家用燃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，燃气或天燃气已成为多数家庭的燃料。每年，因燃气泄露造成的燃气中毒事故中，因使用热水器不当或产品本身的质量问题，造成的燃气中毒事故，全国均有不少事例。有甚者，因室内燃气浓度过高，引起燃气爆炸的事故也不少见。家用燃气有时会因各种原因发生泄漏，燃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，所以如果在燃气泄漏时打电话，使用家用电器的话，燃气遇到电火花可能会发生爆炸事故。人呆在燃气泄漏的空间内，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燃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2更安全。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，燃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。所以怎样防止燃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燃气报警系统。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器，一般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器可发出声光报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。有的报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外；有的报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏[8]。在应用方面，目前最广泛的是可燃性气体气敏元件传感器，已普及应用于气体泄漏检测和监控，从工厂企业到居民家庭，应用十分广泛。仅以用于安全保护家用燃气泄漏报警器为例，日本早在1980年1月开始实行安装城市燃气、液化石油气报警器法规，1986年5月日本通产省又实施了安全器具普及促进基本方针。美国目前已有6个州立法，规定家庭、公寓等都要安装CO报警器。报警器种类也相当繁多，有用于一般家庭、集体住宅、饮食餐店、医院、学校、工厂的各种气体报警器和系统，有单体分离型报警器、外部报警系统、集中监视系统、遮断连动系统、防止中毒报警防护系统等。结构型式有袖珍型便携式、手推式、固定式报警等；工业用固定式报警又有壁挂式、台放式、单台监控式、多路巡检式等。气体检测技术与计算机技术相结合，实现了智能化、多功能化。美国工业科学公司（ISC）一台携带式气体监控仪可实现4种气体监测，采用了统一的软件，只需要换气体传感器，即可实现对特定气体监测。美国国际传