單片機(jī)的石化企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)說明書-資料下載頁

　　

【正文】 數(shù)據(jù)進(jìn)行單位換算，轉(zhuǎn)換為與實(shí)際硫化氫濃度對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，由LCD實(shí)時(shí)顯示采樣到的硫化氫濃度，之后啟動(dòng)下一次濃度的檢測(cè)。 硫化氫濃度檢測(cè)的流程圖DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器通過其電阻式感濕元件和NTC測(cè)溫元件分別檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度。DHT11在工作時(shí)，主機(jī)發(fā)送一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，然后單片機(jī)經(jīng)過一系列的處理，最后在LCD液晶顯示屏上分別顯示出現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度。 溫濕度檢測(cè)的流程圖LCD液晶顯示屏是用于顯示現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫濕度和硫化氫濃度的，還有顯示可設(shè)置的硫化氫濃度極限值，方便不同需求的用戶在不同環(huán)境下對(duì)檢測(cè)儀的做出相應(yīng)的設(shè)置。在顯示前需要對(duì)其進(jìn)行初始化，這樣才能顯示正常。 顯示模塊初始化 液晶顯示是便攜式儀表的重要模塊，該模塊必須進(jìn)行初始化，否則模塊無法正常顯示，它共有兩種初始化的方法：一是利用內(nèi)部復(fù)位電路進(jìn)行初始化；二是用軟件來實(shí)現(xiàn)初始化（如果電路電源不能滿足復(fù)位電路的要求的話）。1602模塊設(shè)有內(nèi)部復(fù)位電路，上電后，當(dāng)電源電壓超過＋，自動(dòng)對(duì)模塊進(jìn)行初始化。此期間，忙標(biāo)志BF=1，直到初始化結(jié)束后，忙標(biāo)記BF才為0。初始化大約持續(xù)10ms左右。數(shù)據(jù)指針的設(shè)置 控制器內(nèi)部有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，我們可以通過它們?cè)L問內(nèi)部的全部80B的RAM，如表所示。 數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼功能80H+地址碼（0~27H，40~67H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針其他設(shè)置 其他設(shè)置指令碼功能01H顯示清屏：數(shù)據(jù)指針清0； 所有顯示清0；02H顯示回車：數(shù)據(jù)指針清0。液晶顯示寫操作流程(1)通過RS確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標(biāo)顯示/不顯示，光標(biāo)閃爍/不閃爍、需/不需要移屏、在液晶的什么位置顯示，等等。而寫數(shù)據(jù)是指要顯示什么內(nèi)容。(2)讀/寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。(3)將數(shù)據(jù)或命令送達(dá)數(shù)據(jù)線上。(4)給E一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。關(guān)于單片機(jī)的延時(shí)，各個(gè)不同廠家生產(chǎn)的液晶其延時(shí)不同，大多數(shù)都為納秒級(jí)，單片機(jī)操作最小單位為微秒級(jí)，在寫程序時(shí)可做簡(jiǎn)短延時(shí)。 LCD顯示任務(wù)流程LCD的顯示主要是顯示現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫濕度和硫化氫濃度。當(dāng)用戶需要重新設(shè)置溫濕度范圍或硫化氫濃度極限值時(shí)，也可以通過觀察LCD的顯示來做出相應(yīng)的改動(dòng)，[18]。 LCD顯示任務(wù)流程圖 報(bào)警任務(wù)流程報(bào)警功能主要是在當(dāng)環(huán)境溫濕度超出所設(shè)定的范圍或硫化氫的濃度超出設(shè)定值時(shí)，便啟動(dòng)報(bào)警信息，控制蜂鳴器發(fā)出滴滴的報(bào)警聲，同時(shí)啟動(dòng)光報(bào)警電路，提示現(xiàn)場(chǎng)工作人員知悉環(huán)境狀況，使其及時(shí)做出處理措施。[19]。 報(bào)警任務(wù)的流程圖按鍵任務(wù)主要包括以下幾個(gè)方面：檢測(cè)并判斷是否有鍵按下；按鍵開關(guān)的延時(shí)消抖功能；計(jì)算并確定哪個(gè)按鍵被按下；程序根據(jù)所接收的信息進(jìn)行一系列的動(dòng)作處理和執(zhí)行。單片機(jī)通過檢測(cè)哪個(gè)按鍵被按下后，便進(jìn)行信息的處理并通過其他模塊執(zhí)行。具體的實(shí)現(xiàn)方法如下： (1)判斷是否有鍵按下，去抖動(dòng)：按鍵本身是機(jī)械開關(guān)，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)的現(xiàn)象，必須去除抖動(dòng)的影響，才能正確識(shí)別被按下的鍵。為簡(jiǎn)單起見，使用軟件方法消抖。延時(shí)10ms，等待信號(hào)穩(wěn)定，可以繼續(xù)確定按鍵是否有按下。(2)確定哪個(gè)按鍵被按下：當(dāng)某個(gè)按鍵被按下時(shí)，該接口的電平發(fā)生變化，由高電平變?yōu)榈碗娖剑渌I均為高電平狀態(tài)，單片機(jī)會(huì)根據(jù)電平變化情況確定按下的鍵。(3)等待鍵釋放：得到閉合鍵對(duì)應(yīng)的鍵碼以后，繼續(xù)延時(shí)并判斷按鍵的狀態(tài)，直到閉合的鍵被釋放，隨后單片機(jī)便會(huì)根據(jù)按鍵的狀態(tài)并做出相應(yīng)的信息處理。另外，當(dāng)按下一個(gè)鍵時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)所按下的鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，這就是鍵抖動(dòng)，抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間不一，通常不會(huì)大于10ms。若抖動(dòng)問題不解決的話，就會(huì)引起對(duì)閉合鍵的多次輸入，從而引起系統(tǒng)對(duì)輸入狀態(tài)的判斷失誤，所以很有必要進(jìn)行按鍵的消抖。目前，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)按鍵消抖，一種是通過使用RS觸發(fā)器構(gòu)成的硬件電路消除抖動(dòng)，而另一種是軟件消抖的辦法。出于對(duì)本次設(shè)計(jì)是便攜式儀表的考慮，采用了軟件延時(shí)消抖的方法，只需在鍵盤掃描中嵌入按鍵的消抖延時(shí)函數(shù)，則能方便的實(shí)現(xiàn)鍵盤輸出的消抖功能。 鍵盤掃描程序流程圖 按鍵任務(wù)的流程圖。本設(shè)計(jì)共用到四個(gè)按鍵，一個(gè)按鈕用于顯示與設(shè)置的狀態(tài)切換，一個(gè)用于各種需要設(shè)置的量間的切換，另外兩個(gè)按鈕用于加減設(shè)置值。用戶可以自行調(diào)節(jié)所需要監(jiān)測(cè)的溫濕度及硫化氫濃度限度范圍。 本章小結(jié)本章介紹了本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，包括硫化氫氣體濃度的監(jiān)測(cè)流程、溫濕度的監(jiān)測(cè)流程、LCD顯示流程、報(bào)警流程和獨(dú)立鍵盤流程。該通信軟件是利用C語言開發(fā)的。完成了系統(tǒng)的初始化、溫濕度和硫化氫濃度的顯示、掃描鍵盤以及處理報(bào)警等功能。第五章 總結(jié)由于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害、易發(fā)生重大事故的特點(diǎn)，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)儀在環(huán)境保護(hù)和石化企業(yè)應(yīng)用方面都有重要價(jià)值。本文結(jié)合國內(nèi)外同類建設(shè)項(xiàng)目上的經(jīng)驗(yàn)，基于51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)儀。該便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)儀可以完成監(jiān)測(cè)和顯示環(huán)境的溫濕度和硫化氫氣體濃度，并當(dāng)溫濕度超出所限范圍或硫化氫氣體濃度超過極限值時(shí)，會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警，提醒工作人員現(xiàn)場(chǎng)工作的地點(diǎn)的安全情況如何，提醒他們及早做出措施解決當(dāng)前問題，有效地防止事故的發(fā)生。本設(shè)計(jì)的基本工作已經(jīng)完成，但將來還可以通過實(shí)際運(yùn)用中進(jìn)一步研究，使設(shè)計(jì)更加完善。現(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)將是下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，因此本設(shè)計(jì)以后的發(fā)展方向就是實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)連接，通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。參考文獻(xiàn)[1] 氣體檢測(cè)儀發(fā)展現(xiàn)狀的深度分析［OL］．廣州世源氣體有限公司，2009[2] 化工硫化氫中毒典型事故匯編［M］．中國石化股份公司，2006[3] 王瑩，顧祖維，張勝年．現(xiàn)代職業(yè)醫(yī)學(xué)［M］．人民衛(wèi)生出版社，2008[4] 曾令國，鄭淑清，智能型煤氣泄漏監(jiān)測(cè)及自動(dòng)呼救系統(tǒng)［J］．電腦開發(fā)與應(yīng)用，2003[5] 劉念聰，李宏穆，曾　兵．一種智能型煤氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］．計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2003[6] A．M．Cecil，J．J．Mosakowski，R．C．Vazquez，B．S．White，J．Rattleff．Remote environmental monitoring system CRADA［J］．Federal Manufacturing amp。 Technologies，2000[7] Xu Lei，Zhang Hongwei，Li Xiaohui，WU Xianliang．A design of wireless temperature and humidity monitoring system［R］．Anhui University，2009[8] Eli S．Leland，Elaine M．Lai，Paul K．Wright.．A selfpowered wireless sensor for indoor environmental monitoring．Department of Mechanical Engineering，University of California， Berkeley．[9] ， ， and H. Ruser．Distributed smart sensor system for indoor climate monitoring［R］．Universit228。t der Bundeswehr M252。nchen Institut f252。r Me223。 und Automatisierungstechnik，2002[10] 韓東升，陸綺榮，王永輝，劉月紅．基于紅外傳感器的氣體檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］．自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010[11] J225。n ?imo，Bernard ?i?k．Design and realization of monitoring system for measuring air temperature and humidity ，wind direction and speed．Dept of Biometeorology and Hydrology，Slovak University of Agriculture in Nitra，2006[12] 于海洋．基于ATmega16 單片機(jī)的甲烷濃度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.應(yīng)用科技，2010[13] 俞俊赟，楊建華，唐忠林，崔博．基于單片機(jī)的氣體檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2010[14] 趙應(yīng)艷，王育波．氣體傳感器的應(yīng)用及發(fā)展［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010[15] 傳感器技術(shù)指標(biāo)．美國華瑞科力恒（北京）科技有限公司［OL］．[16] 蔣媛．倉庫溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．科技廣場(chǎng)，2010[17] 史軍剛，白小平，郭瑞璽．基于PIC16F946 的CO氣體檢測(cè)儀［J］．計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2007[18] 趙春艷，邵開春．基于電化學(xué)檢測(cè)原理的毒性氣體探測(cè)器設(shè)計(jì)［J］，2010[19] 羅亞萍，王忠慶，岳曉東．基于AT89S52單片機(jī)的室內(nèi)有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)［J］．山西電子技術(shù)，2011附錄附錄一：環(huán)境監(jiān)測(cè)儀原理圖致謝在此，我要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)們給我的幫助與指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面有了質(zhì)的飛躍。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在此，再次向敬愛的劉老師和親愛的同學(xué)們表示衷心的感謝！