毕业设计（论文）-基于单片机的矿井环境监测系统设计精选.doc

题 目 基于单片机的矿井环境监测系统设计 学生姓名 学号 所在学院 物理与电信工程学院 专业班级 电子1203班 指导教师 完成地点 物理与电信工程学院实验室 2016年6月5日 毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 物理与电信工程学院 专业班级 电子 学生姓名 一、毕业论文﹙设计﹚题目 基于单片机的监测系统设计 基于单片机的监测[J].电子质量 Design of Mine Environmental Monitoring system Based on MCU （，，，，）；；；1.绪论 1 1.1研究背景与发展现状 1 1.2研究主要内容 1 2. 方案选择 2 2.1总体方案论述 2 2.2方案一的论述 2 2.2.1方案一的设计结构图 2 2.2.2方案一的设计方法 2 2.2.3方案一的优缺点 3 2.3方案二的论述 3 2.3.1方案二的设计结构图 3 2.3.2方案二的设计方法 4 2.3.3方案二的优缺点 4 2.4方案的选择 4 3.系统软件设计 5 3.1系统流程分析 5 3.2温湿度采集及处理函数 7 3.3 MQ-4甲烷浓度传感器以及A/D转换程序 9 3.4 NRF905无线发送/中继/接收程序 11 3.5 OLED显示程序 14 3.6报警程序与键盘控制程序 14 4.硬件电路设计与调试 17 4.1采集模块 17 4.2 A/D转换模块 18 4.3单片机最小系统模块 19 4.4 OLED显示模块 20 4.5 NRF905无线模块 21 4.6报警及键盘控制模块 21 4.7电源模块 22 4.8实现结果 23 5. 总结 24 5.1问题与处理 24 5.2展望 24 致谢 25 参考文献 26 附录1电路原理图 27 附录2电路实物图 28 附录3元器件清单 29 附录4源程序代码 30 附录5外文翻译中英文对照 54 1.绪论 1.1研究背景与发展现状 我国是世界上煤炭产量最高的国家。煤炭是我国使用的主要能源，每年煤炭占全年能源的使用量七成以上。我国煤炭资源丰富，而石油，天然气等资源匮乏的资源特点导致了煤炭将在未来的长时间内是我国最主要的能源来源[1]。近几年以来煤矿事故屡见不鲜，事故率仍不容乐观，保障煤矿安全生产对我过煤矿生产事业具有迫切需求。 影响煤矿安全生产的因素复杂繁多，包含瓦斯爆炸、透水事故、顶板事故等[2]。而瓦斯浓度过高导致的爆炸事故危害最为严重。降低矿难的发生率就是提高了煤炭的生产效率[3]。瓦斯是多种易燃易爆气体的总称，其主要成分是甲烷，它是在成煤过程中形成并大量贮存于煤层中的气体，浓度过高时会导致人缺氧、呼吸困难、窒息等。当它与空气混合的百分比达到3.5%到16%时，遇到明火就会发生爆炸，给国家和人民的生命财产造成巨大的损失[4]。所以，对瓦斯的浓度进行实时的检测和报警以及对其采取相应的控制措施在煤矿系统中有着非常现实的意义。 我国瓦斯监测监控技术的研究工作起步较晚，国内第一台催化原理的瓦斯报警器是1958年出现，采用铂丝元件位传感器。1961年，由北京劳动保护研究所和和抚顺煤矿安全仪器厂协作开展了研究工作，于1964年研制出我国第一个达到实用水平的载体催化元件，接着制成了以这种元件位传感器的AQR-1型瓦斯测量仪。随着电子计算机技术的应用，一套监测系统除了能检测出甲烷的浓度外，还可测一氧化碳、氢气的浓度，同时又可以对井下设备的工作状态进行监控。当前我国矿井正在运行的瓦斯监控系统主要有三类：一是20世纪80年代初，从英、法、美、波兰等国家引进的一批安全监控系统，并通过消化和吸收研制出适用于我国煤矿实际情况的监控系统，由于当时技术水平低和维护跟不上等原因系统已面临更新改造的机遇；二是20世纪90年代后期，国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了MSNM、WEBGIS、KJF2000等监控系统，但是整个系统的信息传输速率最高只能达到5000bps；三是21世纪以来，各个瓦斯监控系统生产厂家都在原有基础上推出了升级系统[5]。因此，根据我国的煤矿生产和管理模式，依照我国的有关技术标准，其技术的先进性、产品的可靠性和实用性则是本项目的关键所在，而且基于单片机的矿井瓦斯监测系统的研究和开发生产