工业有毒气体无线自动监控系统研究

摘要

随着现代工业技术的飞速发展，石油化工行业中有毒有害气体的种类在不断增加，范围也不断扩大，为了实现真正意义上的安全生产，必须对这些气体进行及时准确的监控。本课题设计的有毒气体的自动监控报警系统，就是针对在无人看管的生产现场、车间或工厂能够对环境中有毒气体浓度进行实时检测，显示，报警并控制的设备，在实际中有着广泛的需求与运用。
　　本系统可以实现多个监测点的在线监测，通过恒电位电化学传感器作为前端检测气体的含量，并通过数码管显示气体的浓度，以微处理器作为主控制芯片，当气体浓度达到设置值时进行声光报警及相应的控制操作。同时可以通过无线数据传输模块实现与PC机的无线通信。为了提高监控的可操作性，使用VB软件进行上位机人机交互主界面的编程，其功能包括实时显示并绘制被测气体浓度趋势曲线，显示报警值及温湿度值等功能。
　　本课题完成工作包括比较挑选气敏传感器及温湿度传感器型号，设计出相应的信号调理电路;将单片机作为主要处理器，设计了电源电路，二阶声光报警电路，控制电路，显示电路，按键电路等;无线通信部分比较选取无线数传模块，进行无线数据传输;利用VB软件编写了上位机操控界面;给出系统的软硬件设计方案;并进行气体变送器与整个监控系统实际检定实验，并给出标定实验和系统测试实验数据和结果。
　　通过实验得出结论:本系统能及时对气体产生响应并很好的完成阈值报警及控制等操作，满足对自动监控报警系统的基本要求。该系统功耗低，系统数据处理能力强，能够推广到相关行业使用，例如大型石化厂、冶金、制药和环境保护等工业有毒有害气体的检测控制方面，对于在安全生产过程中的可视化自动监控系统的开发有着重要意义和参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 课题相关内容国内外发展现状及分析

1．1．1 国内发展现状分析

1．1．2 国外发展现状分析

1．3 主要研究内容

第2章 监测系统总体设计

2．1 系统功能要求及其技术指标

2．1．1 系统功能要求

2．1．2 系统技术指标要求

2．2 系统总体方案及原理

2．3 监控系统各主要元件选型

2．3．1 气体传感器选择

2．3．2 温湿度传感器的选择

2．3．3 微处理器的选择

2．3．4 无线数传模块的选择

2．4 本章小结

第3章 监控系统硬件设计

3．1 气体传感器电路设计

3．1．1 气体传感器恒电位电路

3．1．2 气体传感器信号调理电路

3．1．3 温湿度芯片接口电路

3．2 微处理器外围电路设计

3．2．1 系统电源电路

3．2．2 声光报警及控制电路

3．2．3 按键电路

3．2．4 数码管显示电路

3．2．5 无线数据传输电路设计

3．3 本章小结

第4章 监控系统的软件设计

4．1 下位机的软件设计

4．1．1 系统下位机主程序设计

4．1．2 数据采集与处理程序设计

4．1．3 按键程序设计

4．1．4 声光报警及控制程序设计

4．1．5 无线通信程序设计

4．2 上位机人机监控界面设计

4．2．1 系统上位机主界面的设计

4．3 本章小结

第5章 监测系统的标定与实验

5．1 监控系统的标定

5．1．1 气体变送器标定

5．1．2 系统响应时间检定

5．2 实验及其结果分析

5．3 气体自动监控系统实验

5．4 系统实验误差分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢