学生毕业设计（论文）报告系
毕业设计（论文）开题报告
基于单片机的煤矿瓦斯浓度监控系统
绪论 6
第一章方案设计和基本工作原理 7 1.1引言 7
1.1.1系统总体设计 7
1. 1. 2系统硬件设计 7
1. 1. 3系统软件设计 7
1. 1. 4系统的调试和试运行 7 1.2方案设计 7
1. 2. 1主要功能 7
1. 2. 2技术指标 8
1.3基本原理 8
第二章系统硬件结构设计 10 2.1硬件功能要求 10
2.2硬件电路设计 10
2. 2. 1传感元件 10
2. 2. 2 LED显示及接口 11
2. 2. 3七段LED的显示接口 11 2 .2. 4声光报警电路 12
2. 2. 5红外遥控部分 12
2. 2. 6液晶显示模块 12
第三章软件系统设计 13
3.1软件功能要求 13
3.2遥控器调节的基本原理 14
3.3接收电路 14
3.4译码 14
3.5自校准电路 14
3.6监控分站的设计 15
3. 6．1主要功能 15
3. 6. 2总体结构 15
3. 6．3频率及开关信号接口单元 16 3. 6．4输出电路 16
3．6．5串行通讯单元 16
3．6. 6 PIC单片机的串行接口 17 答谢词 18
参考文献 19
基于单片机的煤矿瓦斯浓度监控系统
摘要：我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等(如DAN6400, TF200, MINOS和Senturion-200)引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿;在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2, KJ4, KJB, KJ10, KJ13, KJ19, KJ38, KJ66, KJ75, KJ80, KJ92等监控系统，在我国煤矿己大量使用。实践表明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
关键词：单片机、煤矿瓦斯浓度、监控系统
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绪论
课题研究的背景和意义：
煤矿事故有各种各样的形式，如坑顶跨塌、瓦斯爆炸、高温高湿、照明不足、火灾、水灾、罐笼故障、使用不安全设备、以及拖运事故等。这些事故时刻威胁着矿工的生命安全，然而最可怕的是气载尘埃或者瓦斯气体聚集引发的爆炸，甚至会造成数十上百名矿工的死亡。所有煤矿事故中，瓦斯爆炸和坑顶坍塌是煤矿死亡事故最主要的两个原因，占所有事故的75%。因此，对瓦斯参数进行监测并对其抽放进行智能控制已势在必行。煤矿抽放瓦斯，既可以解决煤矿瓦斯灾害，又可以变废为宝，产生洁净能源，减少大气污染。
瓦斯抽放主要包括抽放效果、可抽性及安全性等参数。可以通过调节这些参数来改变抽放状态。过去煤矿瓦斯抽放的调节都是人工操作，对于抽放效果，灾害的控制达不到预期目的。
采用瓦斯监控系统，能有效地对瓦斯抽放状态进行连续跟踪监测和实时调控，使之在最佳状态下工作。它还改变了过去瓦斯抽放只靠人工单一控制的局面，保证了安全抽放。本项目的研究成果无论是新建瓦斯监控系统，还是对原有瓦斯抽放系统的改造，在系统设计，设备配置，软件设计等方面都能满足生产要求。因此本项目的研究成果在矿井瓦斯监控中有着广泛的推广应用前景。该项目的研究成果将推动煤矿瓦斯抽放监测和调控装置的自动化，煤矿瓦斯治理技术和煤矿安全技术的发展。项目的研究成果的推广应用对于煤矿安全，高产，高效起着重要的作用，同时对于煤矿企业经济健康持续发展有着重要的意义。在石油，化工等具有爆炸危险性的行业，均可采用本项目的研制成果。
本课题研究的主要内容：
1．单片机在煤矿瓦斯浓度监控系统的作用
2．监控煤矿瓦斯浓度的重要性以及系统组成及工作原理
3．导致煤矿瓦斯浓度提高的因素以及对系统硬件结构进行设计
4．单片机怎样控制煤矿瓦斯的浓度以及对系统软件进行设计
第一章方案设计和基本工作原理
1.1引言
该系统的研制遵循了微控制器应用系统研制的规范化步骤，按以下几个方面加以考虑。
1.1.1系统总体设计
进行总体设计时，首先要对用户的要求，控制对象，硬件资源以及现场的情况做出调研，尤其是对用户的要求要详细询问记录，并做好备案，以免日后做大的修改，浪费人力物力，还有可能耽误合同期。另外，还要明确各项指标的要求，例如被测对象的精度要求，量程范围，信号类型等等，在此基础上编制出完整的设计任务书。
1.1.2系统硬件设计
硬件设计要根据总体方案的要求确定合理，高可靠性，高精度，低功耗的硬件系统。因为井下要求本安防爆，所以不管是对传感器还是对分站都提出了较为苛刻的功耗要求，因此，在设计系统硬件是要将降低功耗始终放在首位。另外，在设计时还要充分考虑软硬件的分工和配合，软件能实现的功能尽量由软件实现，这样可有效的降低硬件线路的复杂程度，降低功耗。但也要考虑软件实现要占用单片机的时间，响应时间也较慢。最后，在硬件设计时还不得不考虑降低成本的问题，在满足功能要求的情况下要尽量降低成本。
1.1.3.系统软件设计
软件设计包括制定程序的总体方案，画出程序流程图，编制具体程序以及程序的检查修改等。由于程序是有多人完成的，所以要注意大家的分工协作。要采用结构化编程的方法，可有效避免冲突。各个寄存器和变量的使用要统一规划，分配各人使用。
1.1.4.系统的调试和试运行
系统调试包括分块调试和系统连调两部分。例如监控分站又分为主板和显示板两部分，可以分别对主板和显示板进行调试，然后再连在一起对两者的通讯程序和其他功能进行调试。另外，系统调试完成后还要进行一段时间的试运行，不但可
