天然氣泄漏家用遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)智能設(shè)計

摘 要 隨著科技的快速發(fā)展，煤氣報警器誕生了，煤氣報警器大多是家庭式，對煤氣泄漏而進(jìn)行的報警。但是，社會在不斷地發(fā)展，煤氣報警器也在不斷地發(fā)展。無論是傳感器的控制和微機(jī)控制技術(shù)及機(jī)電一體化，還是通信和智能儀表，以及家用電器等各方面，都得到了廣泛地應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】天然氣泄漏 報警系統(tǒng) 智能設(shè)計

我國的燃?xì)庠诓粩嗟刈兏?，大多?shù)家庭的燃料就是天然氣或者煤氣。隨著調(diào)整國家的能源結(jié)構(gòu)，天然氣占的比例在不斷地增加，由于天然氣使用方便且經(jīng)濟(jì)性，很受用戶的歡迎，但是，天然氣泄漏的報警監(jiān)控也逐漸引起了人們的重視。

1 設(shè)計思想

1.1 設(shè)計原則

對于改進(jìn)家用的天然氣報警系統(tǒng)，設(shè)計時不但要考慮到實時檢測得以實現(xiàn)，還要及時進(jìn)行通信，在第一時間內(nèi)，將天然氣的泄漏信息通知用戶，及時將有效的措施進(jìn)行采用，將室內(nèi)有毒的氣體清除，以便造成用戶不必要的損失。

1.2 改進(jìn)方案

根據(jù)改進(jìn)家用天然氣報警系統(tǒng)的設(shè)計原則，運(yùn)用GPRS/GSM的網(wǎng)絡(luò)，將遠(yuǎn)程通訊方法進(jìn)行有效地實現(xiàn)，在第一時間內(nèi)，將天然氣泄漏信息發(fā)送到用戶的手機(jī)上。

1.3 報警系統(tǒng)的工作流程

一氧化碳在室內(nèi)，通過探測器檢測為濃度比較高，有信號產(chǎn)生以后，將電磁閥進(jìn)行關(guān)閉，同時，在315MHz無線發(fā)射器內(nèi)，將信號傳送進(jìn)來，對于315MHz無線發(fā)射器所要發(fā)射的信號進(jìn)行觸發(fā)，在GPRS的發(fā)射模塊和接收的裝置中，將信號傳送進(jìn)來，315MHz接收解碼模塊將解碼進(jìn)行接收，89C52單片機(jī)將解碼后信息進(jìn)行中斷處理以后，傳送給GPRS的模塊。最后，GPRS/GSM的網(wǎng)絡(luò)利用GPRS的模塊對用戶的手機(jī)進(jìn)行撥打，或者將短信發(fā)送到用戶的手機(jī)上，從而將天然氣泄漏的情況通知用戶，在第一時間內(nèi)，對天然氣泄漏情況采用有效地措施，使安全消防的管理目的得到有效地實現(xiàn)。如圖1所示。

2 系統(tǒng)電路的調(diào)試

2.1 模塊連通性的調(diào)試

測試這部分電路，需要測試每一個主要模塊之間的連通性，Rabbit RCM5700模塊與A/D轉(zhuǎn)換器的連接，A/D轉(zhuǎn)換器與一氧化碳?xì)怏w傳感器的連接，Rabbit RCM5700模塊與LED的連接，Rabbit RCM5700模塊與蜂鳴器的連接等。

在調(diào)試系統(tǒng)的連通性時間內(nèi)，利用LED將每一個模塊進(jìn)行代替，將一個發(fā)光的二級管在外面接上，對連接的每一個端口進(jìn)行控制，直到每一個接口的燈都亮了，調(diào)試連通性完成。

2.2 檢測及控制性調(diào)試系統(tǒng)各硬件

檢測及控制性調(diào)試系統(tǒng)每一個硬件，主要是驗證每一個主要?？斓墓δ苄?，使鍵盤電路和LED顯示，以及一氧化碳?xì)怏w的傳感器電路等，能夠正常地進(jìn)行工作。為了使每一個硬件的控制性得到有效地保證，運(yùn)用Rabbit RCM5700模塊的主控芯片，將測試每一部分的硬件電路控制性進(jìn)行完成，不但使電路每一個環(huán)節(jié)的正常工作得以有效地保證，并且利用Rabbit RCM5700模塊控制電路每一個環(huán)節(jié)的正常工作得以實現(xiàn)。

2.2.1 A/D轉(zhuǎn)換電路的調(diào)試與放大電路

A/D轉(zhuǎn)換電路，正確地轉(zhuǎn)換及采樣模擬輸入信號，所得數(shù)字的信號量與原來的模擬信號量應(yīng)該一樣。在進(jìn)行試驗中，采取編組器將模擬輸入信號量進(jìn)行產(chǎn)生，將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量讀取后，進(jìn)行比較。實驗結(jié)果顯示，A/D的采樣精度能夠?qū)⑾到y(tǒng)功能的要求得以滿足。

2.2.2 測試一氧化碳?xì)怏w檢測

將煤氣氣體濃度信號進(jìn)行采集，是該模塊的主要功能，根據(jù)國際規(guī)定，實驗的氣體濃度與要求的測量之間的差異，不能超過±5%LEL。

2.2.3 測試串口通信模塊

串口通信利用串口調(diào)試將PC機(jī)與RCM5700之間的通信進(jìn)行實現(xiàn)，使數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的正常發(fā)送得到有將地保證。

2.3 調(diào)試系統(tǒng)主控硬件的通信性能

調(diào)試系統(tǒng)主控硬件的通信性能，主要測試和調(diào)試RS-232電路，使通信的正常運(yùn)行得到有效地保證。

2.4 測試系統(tǒng)軟硬件綜合性能

綜合測試二氧化碳?xì)怏w檢測，在調(diào)試正常狀態(tài)下，將綜合測試一氧化碳?xì)怏w的情況進(jìn)行驗證。其一，在某一環(huán)境下，檢測一氧化碳?xì)怏w ，將液晶屏植入其中，對于一氧化碳?xì)怏w在屏幕顯示的含量數(shù)值進(jìn)行認(rèn)真地觀察。其二，利用特殊的手段，將環(huán)境中一氧化碳的氣體含量進(jìn)行改變，對于一氧化碳在屏幕中含量數(shù)值能否發(fā)生變化，進(jìn)行認(rèn)真地觀察。一氧化碳的氣體含量指標(biāo)達(dá)到規(guī)定的限制值時，報警電路是否能夠正常地進(jìn)行報警。

3 設(shè)計系統(tǒng)軟件

使用GPRS模塊，既具有GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元的傳送能力，又將GSM07.07AT的指令集進(jìn)行兼容，能夠?qū)T指令直接進(jìn)行使用，將短信發(fā)送到用戶的手機(jī)中。

GPRS與控制單片機(jī)的任務(wù)流程。首先，在GPRS模塊上，進(jìn)行電初始化，再將信道進(jìn)行搜索且入網(wǎng)，成功入網(wǎng)以后，待機(jī)進(jìn)行守候，將boot指令進(jìn)行下載，自檢程序運(yùn)行完成以后，待機(jī)，等待信號發(fā)出。檢測設(shè)置鍵時，長按以后，89C52單片機(jī)轉(zhuǎn)到設(shè)置的程序上，設(shè)置結(jié)束以后，自動回到待機(jī)的程序。如果有觸發(fā)的信號時，89C52單片機(jī)會有中斷的響應(yīng)發(fā)出，進(jìn)行中斷的處理，發(fā)射發(fā)出的指令給入網(wǎng)GPRS模塊，會將短消息發(fā)到用戶的手機(jī)上。

4 總結(jié)

綜上所述，在現(xiàn)代電子科技飛速的發(fā)展過程中，無論是集成化和微型化，還是設(shè)備的高精度化和高密度化，都已經(jīng)成業(yè)發(fā)展的趨勢，這就需要人們對精確的設(shè)備去研究和使用。隨著社會和科技的發(fā)展，用更高精度的產(chǎn)品將現(xiàn)代的產(chǎn)品進(jìn)行取代。因此，就要將現(xiàn)有的產(chǎn)品不斷地進(jìn)行更新和豐富。

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作者簡介

鄭子康（1999-），男，湖南省汨羅市人。應(yīng)屆高中生，理科專業(yè)。研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全、單片機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等。

作者單位

湖南省岳陽市第十五中學(xué) 湖南省岳陽市 414000