电气设计自动化论文-开题报告-家用可燃气体报警器的设计

本科毕业论文（设计）开题报告（学生填写）学号姓名指导教师 题目家用可燃气体报警器的设计课题内容：1、选题依据（1）本课题的目的及意义一氧化碳是一种有毒易燃易爆性气体，常温下无色无味、难溶于水，但易溶于氨水。由于相对密度略低于空气，故能均匀的扩散于监测环境中。在受一氧化碳的环境污染中，人们慢性中毒时完全意识不到它的存在，一氧化碳的这一特性更增加了它的危害性。一氧化碳随空气毫无知觉的吸入人体肺部后，由于一氧化碳与血红蛋白的亲和能力比氧气和血红蛋白的亲和能力大约高250300倍，形成碳氧血红蛋白。而且它们结合后不易分离，它们的解离速度只有氧和血红蛋白的1/3600。因而造成血红蛋白更易于一氧化碳结合而不易与氧结合，使输送到人体各组织器官的血液供氧不足。甚至还能夺走人体内的氧气，导致组织低氧症，使人体脑及全身组织缺氧窒息而中毒。在空气中的一氧化碳达到一定浓度值时，将直接威胁人的生命安全。接触高浓度的一氧化碳在很短的时间内可导致窒息死亡。在火灾的早期预测预报中，一氧化碳被确定为监测的最重要气体之一，传统的感温、感烟、感火焰的火灾探测器从原理上讲都是利用它的物理特性来探测火灾的，物理特性往往是火灾发生以后才产生的，不利于火灾早期预测预报。同时还容易环境等因素的影响而产生误测误报，可靠性低，近年来，随着科技的发展，气体传感技术有了长足的进展。在日常生活中，一氧化碳是智能家具系统、大气环境监测等重要的参数指标，随着人居住和工作环境的改善，城市居民每天在室内的活动时间以占90%左右，因而人们越开越关心室内空气质量问题。液化气、煤气进入家庭为人们带来了方便，改善了城市环境，但同时也给人们带来了潜在的危险，一氧化碳就是最重要的危险源；在智能化家居系统中，一氧化碳也是被列出的重点监测气体之一，一氧化碳也是餐厅空气卫生监测的一项重要指标，这里食物加工过程中产生的一氧化碳也不容忽视，它直接影响人们的身体健康。为了实现对一氧化碳的检测，装设可燃气体检测器，及时发现事故隐患、尽早采取补救措施是非常必要的。目前随着城市煤气、天然气使用的迅速发展，城市鼓励液化气小区取代传统的家用液化气钢瓶以及城市里的加油站的日益增多这些因素都可能有大量一氧化碳出现，因而对一氧化碳气体的检测显得日益重要。在气体的生产、输送、贮存和使用过程中，违反操作规程或设备密封质量不好，都有可能发生可燃气体泄露现象，进而酿成火灾或爆炸事故，给国家和人民的生命财产造成损失。 因此，实时、准确的测出这些场合一氧化碳的浓度，对有效防止一氧化碳中毒、火灾的早期预测预报具有十分重要的意义。（2）国内外发展状况1）、国际发展研究方向在液位测量传感器方面，国外的液位测量技术起步较早，且投入资金雄厚，发展非常迅速,到目前为止国外许多公司都研制出许多功能齐全、自动化智能程度高的测量体系与产品系列3。国外液位计量仪表早期大多采用机械原理，但近年来随着电子技 术的应用，逐步向机电一体化发展，并且发展了许多新的测量原理。在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术，结构有了很大的改善、功能有了很大的提高4。国外超声波液位测量仪表的整体性能在不断提高，应用范围也在不断扩大；在相位检测，声波检测，往返时间检测等超声波测量液位的方法中都有一定的领先地位5。2）、国内发展研究方向在我国，液位传感器的研制开发技术比较落后，各个基础行业的资金投人不协调，导致了相关配套领域发展迟缓，这使得我国的液位测量技术测量方法远远落后于其它发达国家。测量系统的自动化程度不高，精度可靠性、功能等多方面都不如国外同类产品6。近几年我国许多科研单位及企业共同研制开发了有关液位测量方面的传感器这些产品在性能指标上、功能上都比以前有了很大程度的提高，但是与国外同类技术相比还有侍进一步的改进7。 目前国内高精度超声波液位测量仪表的发展主要采用引进加仿制等手段，还有许多合资企业代理国外相应产品。HW-1000型非接触式超声波水位计是一种比较典型的产品。据水利部水文仪器质量检验测试中心检测认为，其量程在10m范围内，经测试统计计算后误差满足2cm要求8。2、 研究目标和内容（1）研究目标利用STC89C51单片机设计一个声光报警控制系统。具体如下：1）、具有检测功能：能实时检测煤气浓度，并显示；2）、具有报警功能：能对浓度超限实现报警；3）、具有控制功能：能根据报不同环境手动设定不同的报警浓度值。设计硬件电路，完成相应程序的编写，最后完成整体调试。（2）研究内容1）、STC89C51单片机；2）、MQ-7气敏传感器； 课题关键问题及难点：本课题的重点及难点：一氧化碳是有毒气体，如何模拟一氧化碳的场景，并准确测定浓度值，当浓度出现变化时，如何快速响应，并在启动风扇后测定实时的浓度值，控制蜂鸣器和显示灯。拟采取的方式、方法及实施方案（主要技术路线）：1、拟采取的研究方案方案：用气敏传感器收集模拟数据传于AD转换器，AD转换器将数值输入单片机进行处理，交由各显示以及报警装置展现。 2、 技术路线（1）、硬件设计硬件部分分为数据采集和数据处理两部分。整体硬件框图如下图所示。STC89C51LCD1602ADC0809蜂鸣器MQ7气敏传感器负载控制（2）、软件设计。MQ7传感器检测当前的危险气体浓度，若没有超过设定上限值，则绿灯亮；但超过设定值上限时，黄灯和红灯都亮，并且蜂鸣器报警，风扇开始工作以降低危险气体的浓度，低于设定上限时，蜂鸣器停止报警，红黄灯灭，绿灯亮。所有监测数值和设定数值显示于液晶显示器。另外，根据环境需要，设定不同的上限值，用三个按键加以实现。3、进度安排2014.12.29-2015.01.12 确定题目，查找资料；2015.02.02-2015.03.15 撰写开题报告，准备答辩；2015.03.16-2015.04.01 确定方案，购买材料，焊接电路；2015.04.02-2015.04.20 调试电路，修改算法，准备中期报告；2015.04.21-2015.04.30 撰写初稿，整体调试电路；2015.05.01-2015.05.05 初稿修改，在线调试；2015.05.06-2015.05.11 定稿，准备毕业论文答辩。参考文献：1 罗学恒. 单片机实践与应用M.北京:电子工业出版社,20102 朱越. 低成本可燃性气体泄漏报警器J. 电子设计工程. 2010.063 瞿生辉,冯毛官单片机原理与应用M西安：西安电子科技大学出版社,19894 兰冰芯,谌海云,陈东,吉宁.基于单片机的PM2.5测试仪