文档包括:

Word版说明书1份，共74页，约28000字

外文翻译一份

CAD版本图纸，共1张



 

 

摘 要

  

我国煤矿井下对环境气体的监测监控主要是以单参数的检测仪为主，虽然已经研制出了矿用的多参数气体检测仪系统，但是多参数气体检测仪却存在着稳定性不够、维护期较短等等问题，因此开发出一款性能比较高的便携式多参数气体检测仪是显得尤为重要。因为煤矿重大灾害事故的频繁发生，所以开发研制出便携式环境检测系统对于促进煤炭行业的安全生产具有相当重要的意义，本篇论文针对国内外多气体检测仪的发展状况，提出了一种基于单片机的新型的矿用便携式多参数气体检测仪系统的研究。

本文论述的检测仪是一种基于单片机的多参数气体检测仪，根据矿用设备的相关标准技术要求，深入研究了以STM32 单片机为核心的检测仪的软硬件设计，本设计的主要功能是多气体浓度的检测以及增加按键功能，LED 显示功能，声光报警功能，RS485 通讯电路等等；软件的设计包含主程序设计以及调试。

本文是通过采用功能更强大的STM32 单片机作为检测仪的核心处理器，能够达到更好的处理效果，采用RS--485通信，实现数据的远传，由地面的串口通讯软件接收处理，串口通讯软件对单片机来说意义重大，不仅可以实现将单片机的数据传送到电脑端，而且能够实现电脑对单片机的控制，通过显示功能模块让工作人员更加直观地了解煤矿井下的工况，实施相应处理和控制，解决了以往的多参数气体检测仪稳定性较低、维护周期较短等问题，为实现煤矿井下的气体环境的安全监测提供了一种新设备。

关键词：气体检测仪；传感器；多参数；STM32

 

目录

 

1 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 矿用气体检测仪的国内外发展状况 1

1.3 矿用气体检测仪的开发意义及应用前景 2

1.4 本课题的研究内容及关键技术 3

2 便携式多气体检测仪方案设计 5

2.1 气体检测仪概述 5

2.2 便携式多气体检测仪的设计要求 6

2.2.1 设计依据 6

2.2.2 使用环境条件 7

2.2.3 主要功能及特点 7

2.3 检测仪总方案设计 7

3 便携式多气体检测仪的检测原理 9

3.1 气体参数检测原理 9

3.1.1 气体检测方法及检测原理 9

4 便携式多气体检测仪硬件设计 14

4.1 主控制芯片的选择 14

4.2 传感器的选择 19

4.2.1传感器的分类. 19

4.2.2 M JC4 /3. 0L催化燃烧甲烷传感器 20

4.2.3 CO—AF一氧化碳传感器 22

4.2.4 MSH-DP-HC/CO2二氧化碳传感器 24

4.2.5 O2-A2氧气传感器 26

4.3 信号放大模块设计 27

4.3.1放大器MCP609参数和引脚说明 28

4.3.2放大器AD602参数和引脚说明 28

4.4 A/D转换模块 30

4.5 温湿度传感器选型 33

4.6 时钟显示模块 37

4.6.1 HYM1302的电路原理图 39

4.6.2 HYM1302使用简单说明 40

4.7 看门狗模块 42

4.8 LED显示模块 43

4.8.1 MAX7219的功能以及设置 44

4.8.2单片机与MAX7219的连接 47

4.9 键盘模块设计 47

4.10 声光报警模块设计 49

4.11 RS485 通讯电路 49

5 便携式多气体检测系统软件设计 51

5.1软件主程序设计 51

5.2系统软件调试 51

5.2.1 Eclipse的基本介绍 51

5.2.2 Eclipse的历史及语言拓展 52

5.2.3 软件调试 53

5.3软件抗干扰措施 60

6 技术与经济分析 61

7 结论 62

7.1 本文总结 62

7.2 展望 62

致谢 64

参考文献 65

附录A译文 67

附录B外文文献 75