基于单片机的矿井火灾监测系统设计研究

摘要

煤炭安全生产一直是比较重要的话题，尤其是对于多煤少油少气的我国更是如此，如果煤炭不能安全生产，将严重影响经济正常的运行，所以保障煤炭安全生产对于煤矿安全高效开采有着重大的意义。煤炭生产一般是井下作业，产生安全隐患的因素是非常多的，例如井下渗水，瓦斯爆炸以及火灾的事故，煤炭一旦发生安全事故，将带来重大人员伤亡与财产损失，所以强化煤炭安全管理是非常有必要的。
　　单片机具有体积小、功能强、数据信息处理量大与速度快、精确率高、实时性、能耗低、抗干扰性强、工作原理比较简便及工作稳定等一系列优势，非常适用与矿井火灾监测系统，所以目前大多数矿井火灾监测系统都采用单片机。单片机的适用对于及时的发现火灾隐患，并且采取一定处理措施对于降低人员伤亡与财产损失等具有重要的意义。火灾监测系统设计的质量，直接关系到对于矿井火灾监测的效果，所以建立高质量的矿井火灾监测系统是非常的必要的。矿井火灾监测系统主要包括单片机系统，报警系统，显示器系统，传感器系统等，每一个子系统的设计都有一定的技术含量，所以对于矿井火灾监测系统及其子系统的设计与分析是非常有必要的。
　　本文首先分析研究背景以及与矿井火灾监测系统有关的文献研究，为研究提供依据与参考。其次对于矿井火灾监测设计方案进行分析，分析火灾监测系统的总体功能的要求，单片机、传感器、电路系统、显示器等部分的设计的性能要求，再次对于单片机、报警系统、传感器等电路进行设计，并且对于这些部分进行程序设计。最后通过Proteus软件与Keil51软件使得矿井监测系统得以实现。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 矿井火灾监测系统国内外发展状况以及相关研究现状

1．3．1 矿井火灾监测系统发展历程

1．3．2 矿井火灾监测系统的研究现状

1．4 研究主要内容

1．5 研究方法与技术路线

1．5．1 研究方法

1．5．2 技术路线

2 矿井火灾监测设计方案概述

2．1 矿井火灾监测系统功能需求分析

2．1．1 矿井火灾监测系统基本功能需求分析

2．1．2 矿井火灾监测系统对于设计者与监控人员的基本要求

2．2 矿井监测系统基本构架简介以及性能要求

2．2．1 矿井火灾监测系统单片机设计性能要求

2．2．2 矿井火灾监测显示模块及其性能要求

2．2．3 矿井火灾监测传感器及其性能要求

2．2．4 矿井火灾监测系统网络设计及其性能要求

2．3 矿井火灾监测设计结构总体要求

2．3．1 矿井火灾监测系统的硬件总体要求

2．3．2 矿井火灾监测系统软件总体要求

2．3．3 矿井火灾监测硬件系统结构图以及说明

2．2．4 矿井火灾监测软件系统结构图以及说明

3 矿井火灾监测系统电路系统设计

3．1．1 矿井火灾监测单片机的选择

3．1．2 时钟电路系统设计

3．1．3 复位电路系统设计

3．1．4 带通滤波电路

3．1．5 单片机外部电源系统设计

3．2 矿井火灾监测报警系统设计

3．3 矿井火灾监测显示系统电路设计

3．4 矿井火灾监测信息采集系统设计

3．4．1 瓦斯传感器电源电路设计

3．4．2 温度传感器电源电路的设计

3．4．3 烟雾传感器电源电路的设计

3．5 不间断电路设计

4 矿井火灾监测系统工作流程图设计

4．1 矿井火灾监测单片机控制系统流程图

4．1．1 矿井火灾监测单片机控制系统流主程序流程图设计

4．1．2 矿井火灾监测单片机控制系统流初始化程序流程图设计

4．2 矿井火灾监测数据模型与模拟模型转换工作流程设计

4．3 矿井火灾检测报警工作流程设计

4．4 矿井火灾监测显示系统程序流程图设计

5 矿井火灾监测系统调试工作

5．1 利用Proteus软件对矿井火灾监测硬件系统进行仿真检验

5．2 利用Kei151软件对矿井火灾监测软件系统进行调试

5．3 矿井火灾监测系统调试的过程设计

结论

展望

参考文献

作者简历

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