多用户煤气检测系统开题报告表.docx

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多用户煤气检测系统开题报告表

多用户煤气检测系统设计的开题报告

一、选题的目的及研究意义

近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和灌装煤气已深入到寻常百姓家。

但由于使用不当或设备老化或管道和阀门不好等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。

由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了。

煤气泄漏而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，为现代人工作、科研、生活、提供更好地更方便的设施。

为了防止中毒事件的再次发生，提供利用单片机系统进行有效的预防对策，为此设计出家用煤气泄漏报警器控制器。

一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状：

50ppm健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度

200ppm2-3小时后，轻度头痛、乏力

400ppm1-2小时内前额痛，三小时后威胁生命

800ppm45分钟内眼花、恶心、痉挛，2小时内失去知觉，2-3小时内死亡

1600ppm20分钟内头痛、眼花、恶心，1小时内死亡

3200ppm5-10分钟内头痛、眼花、恶心，25-30分钟内死亡

6400ppm1-2分钟内头痛、眼花、恶心，10-15分钟死亡

12800ppm1-3分钟内死亡

二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等

煤气泄露报警器是当前众多学者共同关注的前沿热门研究领域。

通过了解、熟悉国内外的有关煤气泄漏报警器的设计创新情况，得知煤气泄漏报警器的发展状况与应用前景。

国外从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。

据有关数据统计，美国1996年~2002年气体传感器年均增长率为27%~30%。

随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得气体检测仪器的体积也逐渐变小，提高了气体检测仪器的便携性，更加利于生产、运输及市场推广。

1960年5月，日本开发完成了第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集体监视。

我国在70年代初期开始研制可燃性气体报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。

但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。

近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步。

燃气报警器可分为民用可燃气体报警器、工业用可燃气体报警器、有毒有害气体报警器三大系列产品。

检漏仪的体积较小，可随身携带或手持，主要应用于燃气管理的查漏与巡检。

若有燃气泄漏，检漏仪便会发出声光报警，同时数字显示气体浓度，以便及时采取安全措施，防止爆炸等恶性事故的发生。

目前，一般的煤气报警器功能单一，或是必须手动复位阀门系统，性能稳定性低。

而大型的监控系统又价格不菲，需专门的技术人员来管理，不适用于中小企业和家庭。

家用煤气泄漏报警器是非常重要的燃气安全设备，它是安全使用城市燃气的最后一道保护。

煤气泄露报警器通过气体传感器探测周围环境中的低浓度的可燃气体，通过采样电路，将探测信号用模拟量或数字量传递给控制器或控制电路，当可燃气体浓度超过控制器或控制电路中设定的值时，控制器通过执行器或执行电路发出报警信号或执行关闭燃气阀门等动作。

三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲

煤气泄漏自动检测系统的研究主要是针对CO气体，研究一个基于单片机的多用户煤气泄漏报警系统。

本设计拟按以下思路展开研究：

（1）根据该设计要实现的基本功能，设计大致应该分为信号采集放大，信号处理控制，系统设置报警三个部分。

a）信号采集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度，将这种变化量转化成电压模拟量的变化，然后通过运放进行必要的放大。

b）信号处理部分是为实现精确控制，采用单片机。

将采集到的模拟信号送A/D模块转换成数字信号，送入控制器进行处理，并将处理过的信号送存储器保存和显示器显示。

c）系统设置报警部分是通过预定控制方式并利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。

（2）采用高性能半导体气体传感器，采用巡回检测的方法检测各用户房间的气体浓度，将检测到的浓度信号送入A/D芯片中进行模-数转换。

利用AT89C51单片机控制声音报警、键盘输入、存储器运行，并将气体传感器检测到的浓度值在LED显示器上显示出来。

本设计采用QM-N5型气体传感器，现将此传感器简单介绍如下:

1）特点;QM-N5型气体传感器是以金属氧化物SnO2为主体材料的N型半导体气敏元件，当元件接触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。

适用于天然气、煤气、汽油、乙炔、烟雾等的检测，属于N型半导体元件，灵敏度较高，稳定性较好，响应和恢复时间短。

用它做成的报警器完全可以达到UL2034标准，不需温、湿度补偿。

2）工作条件：

工作压力：

5V±0.5V

环境条件：

温度-10℃~+50℃,相对湿度≤95%

初期稳定时间：

≤15分钟

响应时间：

≤10S

回复时间;≤60S

检测煤气浓度范围：

50~20000ppm

3）对一氧化碳反应的敏感度：

见附表

高湿高温对传感器的影响：

此传感器可承受96%RH相对湿度、70℃的环境条件，但基电平升高。

由于时间紧张，设计中的不足，本次研究还有需要完善的地方，本次开题报告只是初步的设计构思，但理论上具有可行性，实践还有待进一步证明。

四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明

[1]余锡存,曹国华.单片机原理与接口设计第二版.西安电子科技大学出版社，2007,11—45.

[2]侯建华，基于TLC2543L的A/D转换模板的设计[J],机电产品开发与创新，2007,1.

[3]李全钊,迟荣强.单片机原理及接口技术[M].高等教育出版社.2003.

[4]DS12887数据手册[OL].DALLAS公司出品.

[5]颜克华，苏开才.串行A/D转换器TLC2543与80C196的接口及编程[J].电子质量2004,9.

[6]高吉祥.数字系统与自动控制系统设计电子工业出版社.2007,15-59.

[7]谢自美.电子线路综合设计，华中科技大学出版社.2006,79-165.

[8]何道清，张禾.传感器与传感器技术[M].科学出版社.2008.

[9]陈伟.MCS-51系列单片机实用子程序集锦[M].北京：

清华大学出版社.1993.

[10]赵负图.数据采集与控制技术[M].北京：

北京科学技术出版社.1987.

[11]谢剑英.微型计算机控制技术[M].北京：

国防工业出版社.2007.

[12]王若鲸.数据通信系统入门[M].北京：

人民邮电出版社.1984.

[13]晃阳.单片机MCS-51原理及应用开发教[M].清华大学出版社.2007.15.6.

[14]V.Yu.Teplov,A.V.Anisimov.ThermostattingSystemUsingaSingle-ChipMicrocomputerandThermoelectricModulesBasedonthePeltierEffect[J],2002

[15]YeagerBrent.Howtotroubleshootyourelectronicscale[J]..PowderandBulkEngineering.1995

五、毕业论文进程安排

1.2012年12月，结合个人专业特点及就业方向，确定毕业设计题目。

2.2013年1月到2013年2月，学习单片机、电路等相关知识，掌握单片机应用系统的设计方法。

3.2013年3月1日到2013年3月20日，查找资料，确定研究方法，进行开题报告。

4.，3月21至25日，方案论证，翻译指定的外文资料。

5.2013年3月26日至4月10日，完成硬件电路设计，完成各部分电路的设计计算参数，测试等和原理图的绘制。

6.2013年4月11日至30日，完成系统软件的设计，根据设计方案的可靠性，可实现性等完成各子模块的程序编写，再分别在仿真软件下调试。

7.2013年5月1日至10日，硬件联调阶段：

完成系统联调、测试。

完善程序及电路。

8.2013年5月11日至20日，整理完善设计资料，撰写设计说明书。

9.2013年5月21日至6月15日，准备答辩。

六、指导教师意见

1．对开题报告的评语

2．对开题报告的意见及建议

指导教师（签名）：

年月日

所在院（系）审查意见：

负责人签字（盖公章）

年月日