電氣設(shè)計自動化論文-開題報告-家用可燃氣體報警器的設(shè)計

本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告（學(xué)生填寫）學(xué)號姓名指導(dǎo)教師 題目家用可燃氣體報警器的設(shè)計課題內(nèi)容：1、選題依據(jù)（1）本課題的目的及意義一氧化碳是一種有毒易燃易爆性氣體，常溫下無色無味、難溶于水，但易溶于氨水。由于相對密度略低于空氣，故能均勻的擴散于監(jiān)測環(huán)境中。在受一氧化碳的環(huán)境污染中，人們慢性中毒時完全意識不到它的存在，一氧化碳的這一特性更增加了它的危害性。一氧化碳隨空氣毫無知覺的吸入人體肺部后，由于一氧化碳與血紅蛋白的親和能力比氧氣和血紅蛋白的親和能力大約高250300倍，形成碳氧血紅蛋白。而且它們結(jié)合后不易分離，它們的解離速度只有氧和血紅蛋白的1/3600。因而造成血紅蛋白更易于一氧化碳結(jié)合而不易與氧結(jié)合，使輸送到人體各組織器官的血液供氧不足。甚至還能奪走人體內(nèi)的氧氣，導(dǎo)致組織低氧癥，使人體腦及全身組織缺氧窒息而中毒。在空氣中的一氧化碳達到一定濃度值時，將直接威脅人的生命安全。接觸高濃度的一氧化碳在很短的時間內(nèi)可導(dǎo)致窒息死亡。在火災(zāi)的早期預(yù)測預(yù)報中，一氧化碳被確定為監(jiān)測的最重要氣體之一，傳統(tǒng)的感溫、感煙、感火焰的火災(zāi)探測器從原理上講都是利用它的物理特性來探測火災(zāi)的，物理特性往往是火災(zāi)發(fā)生以后才產(chǎn)生的，不利于火災(zāi)早期預(yù)測預(yù)報。同時還容易環(huán)境等因素的影響而產(chǎn)生誤測誤報，可靠性低，近年來，隨著科技的發(fā)展，氣體傳感技術(shù)有了長足的進展。在日常生活中，一氧化碳是智能家具系統(tǒng)、大氣環(huán)境監(jiān)測等重要的參數(shù)指標，隨著人居住和工作環(huán)境的改善，城市居民每天在室內(nèi)的活動時間以占90%左右，因而人們越開越關(guān)心室內(nèi)空氣質(zhì)量問題。液化氣、煤氣進入家庭為人們帶來了方便，改善了城市環(huán)境，但同時也給人們帶來了潛在的危險，一氧化碳就是最重要的危險源；在智能化家居系統(tǒng)中，一氧化碳也是被列出的重點監(jiān)測氣體之一，一氧化碳也是餐廳空氣衛(wèi)生監(jiān)測的一項重要指標，這里食物加工過程中產(chǎn)生的一氧化碳也不容忽視，它直接影響人們的身體健康。為了實現(xiàn)對一氧化碳的檢測，裝設(shè)可燃氣體檢測器，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患、盡早采取補救措施是非常必要的。目前隨著城市煤氣、天然氣使用的迅速發(fā)展，城市鼓勵液化氣小區(qū)取代傳統(tǒng)的家用液化氣鋼瓶以及城市里的加油站的日益增多這些因素都可能有大量一氧化碳出現(xiàn)，因而對一氧化碳氣體的檢測顯得日益重要。在氣體的生產(chǎn)、輸送、貯存和使用過程中，違反操作規(guī)程或設(shè)備密封質(zhì)量不好，都有可能發(fā)生可燃氣體泄露現(xiàn)象，進而釀成火災(zāi)或爆炸事故，給國家和人民的生命財產(chǎn)造成損失。 因此，實時、準確的測出這些場合一氧化碳的濃度，對有效防止一氧化碳中毒、火災(zāi)的早期預(yù)測預(yù)報具有十分重要的意義。（2）國內(nèi)外發(fā)展狀況1）、國際發(fā)展研究方向在液位測量傳感器方面，國外的液位測量技術(shù)起步較早，且投入資金雄厚，發(fā)展非常迅速,到目前為止國外許多公司都研制出許多功能齊全、自動化智能程度高的測量體系與產(chǎn)品系列3。國外液位計量儀表早期大多采用機械原理，但近年來隨著電子技 術(shù)的應(yīng)用，逐步向機電一體化發(fā)展，并且發(fā)展了許多新的測量原理。在傳統(tǒng)原理中也滲透了電子技術(shù)及微機技術(shù)，結(jié)構(gòu)有了很大的改善、功能有了很大的提高4。國外超聲波液位測量儀表的整體性能在不斷提高，應(yīng)用范圍也在不斷擴大；在相位檢測，聲波檢測，往返時間檢測等超聲波測量液位的方法中都有一定的領(lǐng)先地位5。2）、國內(nèi)發(fā)展研究方向在我國，液位傳感器的研制開發(fā)技術(shù)比較落后，各個基礎(chǔ)行業(yè)的資金投人不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致了相關(guān)配套領(lǐng)域發(fā)展遲緩，這使得我國的液位測量技術(shù)測量方法遠遠落后于其它發(fā)達國家。測量系統(tǒng)的自動化程度不高，精度可靠性、功能等多方面都不如國外同類產(chǎn)品6。近幾年我國許多科研單位及企業(yè)共同研制開發(fā)了有關(guān)液位測量方面的傳感器這些產(chǎn)品在性能指標上、功能上都比以前有了很大程度的提高，但是與國外同類技術(shù)相比還有侍進一步的改進7。 目前國內(nèi)高精度超聲波液位測量儀表的發(fā)展主要采用引進加仿制等手段，還有許多合資企業(yè)代理國外相應(yīng)產(chǎn)品。HW-1000型非接觸式超聲波水位計是一種比較典型的產(chǎn)品。據(jù)水利部水文儀器質(zhì)量檢驗測試中心檢測認為，其量程在10m范圍內(nèi)，經(jīng)測試統(tǒng)計計算后誤差滿足2cm要求8。2、 研究目標和內(nèi)容（1）研究目標利用STC89C51單片機設(shè)計一個聲光報警控制系統(tǒng)。具體如下：1）、具有檢測功能：能實時檢測煤氣濃度，并顯示；2）、具有報警功能：能對濃度超限實現(xiàn)報警；3）、具有控制功能：能根據(jù)報不同環(huán)境手動設(shè)定不同的報警濃度值。設(shè)計硬件電路，完成相應(yīng)程序的編寫，最后完成整體調(diào)試。（2）研究內(nèi)容1）、STC89C51單片機；2）、MQ-7氣敏傳感器； 課題關(guān)鍵問題及難點：本課題的重點及難點：一氧化碳是有毒氣體，如何模擬一氧化碳的場景，并準確測定濃度值，當濃度出現(xiàn)變化時，如何快速響應(yīng)，并在啟動風扇后測定實時的濃度值，控制蜂鳴器和顯示燈。擬采取的方式、方法及實施方案（主要技術(shù)路線）：1、擬采取的研究方案方案：用氣敏傳感器收集模擬數(shù)據(jù)傳于AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將數(shù)值輸入單片機進行處理，交由各顯示以及報警裝置展現(xiàn)。 2、 技術(shù)路線（1）、硬件設(shè)計硬件部分分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩部分。整體硬件框圖如下圖所示。STC89C51LCD1602ADC0809蜂鳴器MQ7氣敏傳感器負載控制（2）、軟件設(shè)計。MQ7傳感器檢測當前的危險氣體濃度，若沒有超過設(shè)定上限值，則綠燈亮；但超過設(shè)定值上限時，黃燈和紅燈都亮，并且蜂鳴器報警，風扇開始工作以降低危險氣體的濃度，低于設(shè)定上限時，蜂鳴器停止報警，紅黃燈滅，綠燈亮。所有監(jiān)測數(shù)值和設(shè)定數(shù)值顯示于液晶顯示器。另外，根據(jù)環(huán)境需要，設(shè)定不同的上限值，用三個按鍵加以實現(xiàn)。3、進度安排2014.12.29-2015.01.12 確定題目，查找資料；2015.02.02-2015.03.15 撰寫開題報告，準備答辯；2015.03.16-2015.04.01 確定方案，購買材料，焊接電路；2015.04.02-2015.04.20 調(diào)試電路，修改算法，準備中期報告；2015.04.21-2015.04.30 撰寫初稿，整體調(diào)試電路；2015.05.01-2015.05.05 初稿修改，在線調(diào)試；2015.05.06-2015.05.11 定稿，準備畢業(yè)論文答辯。參考文獻：1 羅學(xué)恒. 單片機實踐與應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,20102 朱越. 低成本可燃性氣體泄漏報警器J. 電子設(shè)計工程. 2010.063 瞿生輝,馮毛官單片機原理與應(yīng)用M西安：西安電子科技大學(xué)出版社,19894 蘭冰芯,諶海云,陳東,吉寧.基于單片機的PM2.5測試儀