煤矿报警系统讲解

1、三明学院信息工程学院专业实训报告实训名称：物联网实训应用开发实训题目：基于ENC煤矿安全报警系统姓名学号：林仁钦 20130865118姓名学号：杜涛20130865148年级专业：2013级物联网工程1班实训地点：福建省集成电路设计屮心导师：汤云东完成起止日期：2015. 06. 082015. 07. 172015 年 7 月 17 H目录一、项目分工4二、需求分析42.1 发展现状42.2 具体需求52.3 可实现需求6三、功能分析6四、系统总体设计74.1系统总体设计概述及框图74.2 软硬件选型74.3 软硬件核心技术介绍8五、硬件设计85.1 硬件总体设计框图85.2各模块具体设计

2、9六、软件设计96.1 软件总体设计概述及框图96.2.1驱动开发96.2.2 用户界面设计106.2.3 通信功能设计10七、系统测试107.1 模块独立测试107.2 系统总体测试10721硬件部分107.2.2软件部分10八、项目总结108.1 实训项目成果概述108.2 实训中主要困难及难点118.3 某某的收获及心得体会118.4 某某的收获及心得体会11九、附录11基于stm32煤矿报警系统一、项目分工林仁钦：杜涛：收集资料:了解当前市场上的产品性能与设计方向；项目策划:提出此次项目设计方案.编写文档:记录项目的设计及完成过程.硬件部分:焊电路板二、需求分析发展现状近些年来，人类能

3、源需求日益增加，中国煤矿不仅供应全国需求, 还为世界市场提供资源.采矿业因此在国内的发展也愈来愈快,但采矿 中的频发事故导致人员伤亡却依然是一个令煤矿企业头疼的安全问 题因此，我们此次设计的”基于以太网传输煤矿报警器原理是检测空 气中粉尘，瓦斯等煤矿中产生的可燃性气体，在气体浓度还未达到爆炸 浓度时通过以太网传输到控制中心以及包扌舌矿井中设置的报警器来 避免事故发生造成的人员伤亡，以及为后期救援工作提供数据支持与 指引!矿井作业安全大于天，但近年来不断发生的采煤事故，令这一安 全问题不断提上日程，但是针对这方面的安全产品并不是很理想，这方而市场是一个空白，正是由于这些问题，我们决定开发这一产品

4、，满足 市场需求,保护工人的人身安全和企业的财产安全.2.1具体需求(1) MQ2型烟雾传感器：属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表 面离子式N型半导体。当处于200300° C温度时，二氧化锡 吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密 度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间 界处的势垒受到该烟雾的调制而变化，就会引起表而电导率的 变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息，烟雾浓度 越大，电导率越大输出电阻越低。适用于家庭或工厂的气体泄 漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、 烟雾等监测装置。(2) 网络传输：控制器。它可作为任何配备

5、有SPI的控制器的以太 网接口。ENC28J60符合IEEE 802.3的全部规范，采用了一系 列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部 DMA模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算。 与主控制器的通信通过两个中断引脚和SPI实现，数据传输速 率高达10 Mb/So两个专用的引脚用于连接LED,进行网络活 动状态指示。的简单矩阵不同，(3)cpu 要求:(4)lcd显示：它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜 晶体管(TFT),可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的 静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也 被叫做真彩液晶显示器。可实

6、现需求气体浓度检测:使用烟雾传感器可以精确检测到装置周围气体 浓度.(2)以太网传输:运用ENC模块以以太网的方式将数据传输到数据 中心.仪器显示功能:装置木身带一块显示屏，实时显示各项检测指数.三、功能分析表M2功能分析表编号基本功能详细描述技术支撑1气体浓度监测需要将安置处的气体浓度实时检测岀来.气体传感器2以太网传输需要实时将数据传输到外界设备.以太网模块3自动报警装宜需要在气体浓度达到警戒且无人应答时 自动报警蜂鸣器45U!系统总体设计4.1系统总体设计概述及框图:数据处理中心报警装置数据中心分析 人工检测系统 自动报警装置V 烟雾粉尘检测可燃性气体检测V气体检测Vd报警机制以太网传输

7、H：1图4.2系统总体设计框图4.2软硬件选型软件选型：keil;mdk;dw;iar硬件选型：51;stm32;MQ2烟雾传感器模块;4.3软硬件核心技术介绍软件:html网页编程硬件:以太网技术:可编程在发生冲突时自动重发，支持全双工，半双 工模式.气体传感器:泵吸式显示方式，红外原理检测.Stm32: STM32F103里而配置非常强大的了，它拥有的资源包括：64KB SRAM. 512KB FLASH> 2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制器（共22个通道）、3个SPI、2个IIC、5 个串口、1 个 USB、2 个 CAN、3 个 12 位 ADC、1

8、 个 22 位DAC、2个SDIO接口、1个FSMC接口以及112个通用10 口。该 芯片的配置十分强悍，并且还带外部总线（FSMC）可以用来外扩 SRAM和连接LCD等，通过FSMC驱动LCD,可以显著提高LCD的 刷屏速度.五、硬件设计5.1硬件总体设计框图图片位置图5.1硬件总体设计框图5.2各模块具体设计Enc模块:该模块采用74AHC125高速三态缓存器实现了电平转换功能, 并可通过跳线冒快速设置通信接口的电平类型.方便快速实现与各种 电压类型的mcu通信.蜂鸣器模块:电磁线圈和磁铁周期性的振动发声.MQ2烟雾传感器模块：MQ-2型烟雾传感器模块上集成了 MQ2传感 器的工作电路，可以直接使用。模块上有2路输岀，一个是模拟信号 输出，是从MQ2传感器直接输出的模拟量，另外一路是数字信号， 是MQ2传感器输出的模拟量，经过比较器LM393后的输出，通过调 节模块上的电位器可以调节数字信号输出对烟雾的敏感程度。六、软件设计6.1软件总体设计概述及框图图6.1软件总体设计架构6.2.1驱动开发.6.2.2用户界面设计Led623通信功能设计七、系统测试7.1模块独立测试7.2系统总体测试7.2.1硬件部分7.2.2软件部分7.2.3网络部分八、项目总结8.1实训项目成