室内有毒气体的检测 开题报告

本科毕业设计(论文) 开题报告（含论文综述）

学 院：信息科学与工程学院 所属教研室：电子信息教研室 课题名称：室内有毒气体的检测装置设计 专业(方向)：电子信息科学与技术 班 级：电科09-1班 学 生：李东杰 指导教师：陈小琴 开题日期：2013年3月1日

一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。[ ⑴ 课题名称；⑵ 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析；⑶ 前人在本选题研究领域中的工作成果简述] ⑴ 课题名称 室内有毒气体的检测装置设计 ⑵ 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析 随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。作为一种重要的气体探测器，气体传感器近年来得到了很大的发展。气体传感器的发展。 危险化学品要加强安全管理，完善安全措施、控制事故隐患。但是，不可能达到绝对安全，仍然会出现万有一失的情况。因此，事故隐患的检测报警，在危险化学品场所有害气体或液体(蒸汽)检测报警，是非常必要的。对避免和控制事故具有重要意义。 有害气体检测报警仪是专用的安全卫生检测仪，用来检测化学品作业场所或设备内部空气中的可燃或有毒气体的含量并超限报警。危险化学品场所有害气体检测，主要有以下几种情况: (1)泄漏检测,设备管道有害气体或液体(蒸汽)现场所泄漏检测报警，设备管道运行检漏。 (2)检修检测设备检修置换后检测残留有害气体或液体(蒸汽)，特别是动火前检测更为重要。 (3)应急检测生产现场出现异常情况或者处理事故时，为了安全和卫生要对有害气体或液体(蒸汽)进行检测。 (4)进入检测的工作人员进入有害物质隔离操作间，进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备内操作时，要检测有害气体或液体蒸汽。 (5)巡回检测安全卫生检查时要检测有害气体或液体蒸汽。 随着人类社会的进步、生产的发展和人们的生活水平不断提高随之带来了环境空气污染问题。工厂排放的废气、烟道氧、汽车排放废气、内燃机等排放气体对空气环境造成的污染日益严重。一氧化碳虽然不会使酸雨现象严重，但是对人们的身体健康有影响。一氧化碳是一种无色、无味的气体它与血液中的血红素结合的能力是氧的 240 倍它与血红素形成稳定的络合物能力从而导致组织低氧症使血红蛋白丧失了输送氧气的甚至死亡。一氧化碳浓度的高低是评价空气质量好坏的重要指标之一也是工厂、煤矿井下是否发生自燃火灾的重要标志之一。为了保证人们身体健康和环境洁净世界各国都纷纷致力于防止空气污染的产生。国家工业卫生标准规定生产现场一氧化碳浓度不允许超过 50ppm 。我国环境保护大气污染监测和工厂矿井中都要求有连续、自动化的现场检测仪。 3. 选题的目的和意义 在应用方面，目前最广泛的是可燃性气体气敏元件传感器已普及应用于气体泄漏检测和监控从工厂企业到居民家庭，应用十分广泛。气体检测技术与计算机技术相结合实现了智能化、多功能化。美国工业科学公司(ISC)一台携带式气体监控仪可实现4种气体监测，采用了统一的软件只需要换气体传感器即可实现对特定气体监测。美国国际传感器技术(IST)公司应用一种“MegaCas\"传感器和微程序控制单元可检测100种以上毒性气体和可燃性气体通过其“气体检索”功能扫描能很快确定是哪一种气体。 (1)气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展国外气体传感器发展很快，一方面是由于人们安全意识增强对环境安全性和生活舒适性要求提高。另一方面是由于传感器市场增长受到安全法规的推动。因此，国外气体传感器技术得到了较快发展。目前的气体传感器的发展趋势集中表现为提高灵敏度和工作性能降低功耗和成本缩小、尺寸简化、电路与应用整机相结合。这也是气体传感器一直追求的目标。气敏元件传感器作为新型敏感元件传感器在国家列为重点支持发展的情况下国内已有一定的基础。其现状是：烧结型气敏元件仍是生产的主流，占总量90%以上，接触燃绕式气敏元件已具备了生产基础和能力；电化学气体传感器有了试制产品。在工艺方面引入了表面掺杂、表面覆膜以及制作表面催化反应层和修隔离层等工艺，使烧结型元件由广谱性气敏发展成选择性气敏；在结构方面研制了补偿复合结构、组合差动结构以及集成化阵列结构；新研究开发的32OAl气敏材料、石英晶体和有机半导体等也开始用于气敏材料；低功耗气敏元件(如一氧化碳、甲烷等气敏元件)已从产品研究进入中试；国内气敏元件传感器产量已超过“九五”初期的400万支。

二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键。 1.本毕业设计（论文）研究的主要内容和重点： 本作品主要有三个模块：气体信息检测模块、系统装置控制模块、声光报警模块。1. 气体信息监测模块。信息集模块主要进行以下气体的实时监测与信息采集。 易燃易爆气体甲烷气体的监测与信息采集，通过传感器实现对室内气体进行采集，并且通过IC总线与单片机连接，将数据传输到单片机当中进行处理。 有毒气体一氧化碳和甲醛气体气体的信息采集通过传感器实现对室内气体进行采集并且通过IC总线与单片机连接将数据传输到单片机当中进行处理。 2.系统装置控制模块，通过打开或关闭窗户，对传感器的信息进行处理判断，并发出控制信号，从而实现对室内易燃易爆或有毒气体的疏散。 3.声光报警模块，报警灯和报警铃，产生报警。 总原理框图如下： 传感器 信号处理开关控制模数转换数字显示 2.预期成果 室内有毒气体的检测装置预期实现的功能： （1） 可以检测出当前环境下各有毒气体的浓度。 （2） 当有毒气体的浓度超标后，实现报警功能。 3.解决的主要问题和技术关键 （1）掌握STC12C5A60S2系列单片机的使用， （2）掌握传感器模块的操作 路 报 警电路 三、研究方案：[ ⑴ 技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）；⑵ 实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等）] 1．技术方案： 本设计采用单片机作为微控制器，用C语言作为开发语言，有毒气体的检测装置具有单片机应用系统的三个层次。其中以STC12C5A60S2单片机为核心构成单片机系统。在此系统中，检测信号进入单片机进行运算处理。 设计的总原理框图： 开始 AD初始化 定时器初始化 CO-ref=30 CH-ref=20 M-ref=10 检测相应的气体 调用AD函数 调用比较判断函 调用声音报警函 调用显示报警函 显示结果 2.实施方案所需的条件（技术条件，试验条件）： (1)有经验丰富的指导老师; (2)通过网络以及学校图书系统查阅相关参考资料。 四、主要参考文献目录 [1] 中华人民共和国国家技术监督局.GB/T 16127-1996 . 居室空气中甲醛的卫生标准.北京：中国标准出版社，1994-07-01 [2] 刘永华.建筑装修导致室内空气污染的研究[硕士学位论文]，重庆：重庆大学，2004,1-1 [3] 郑郁正.单片机原理及运用.四川:四川大学出版社.2005.30-38 [4] 李萍.基于ARM的室内空气质量监测系统的设计[硕士学位论文]，四川：西南交通大学，2010，2-2 [5] 电子基础教学实验中心.电子技术基础实验.四川：四川大学出版社.2005.148-149 [6] 谭浩强.C程序设计.北京：清华大学出版社.2005.7-7 [7] 刘润华 . 刘立山 . 模拟电子技术 . 山东：石油大学出版社 , 2001.297 ～ 312 [8] 董传岱 , 于云华 . 数字电子技术 . 山东：石油大学出版社 , 2001.278 ～ 282 [9] CMOS 数字集成电路特性及应用 . 北京：航天工业部六九一厂 , 1985 [10] 谢自美 . 电子线路设计 · 实验 · 测试 . 武汉：华中科技大学出版社 , 2000 [11] 周亦武 , 孙威娜 . 放大电路指南 . 福州：福建科学技术出版社 , 2004 [12] 王乃成 , 仲元昌 . 电子爱好者进阶读本 . 福州：福建科学技术出版社 , 2004 [13] 何希才 . 新型电子电路应用实例 . 北京：科学出版社 , 2005 [14] 姚福安，电子电路设计与实践济南：山东科学技术出版社 , 2001.168~170 [15] 陈卿，侯薇家电控制与检测用集成电路北京：中国计量出版社 . 2005.117~130 五、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节） 1、开题论证阶段，（2周 3月1日—3月14日 ）；3月20日前提交开题报告。 2、分析、研究、设计、实施阶段、论文的编写，（11周 3月15日—5月30日）。 3、学生在12周前（2013.05.21日前）将本人毕业答辩申请交到本系教学秘书处。 4、第12周（2013.05.17～2013.05.21日）本系教学秘书对提交答辩的学生申请审核，审核结果交教务处复审。 5、2013.05.17～2013.05.21日教务处复核答辩资格学生名单，5月25日公示参加答辩学生名单。 6、初审、打印、评阅阶段。（2周 5月16日—5月30日）。 其中： 5月14日—5月20日，指导教师进行论文电子文档审阅（至少审三稿）； 5月21日—5月22日，论文打印、装订，实习提交资料装袋； 5月23日—5月24日，指导教师审阅毕业设计（论文，提交资料）； 5月25日—5月26日，评阅教师评阅毕业设计（论文，提交资料）； 7、答辩、总结 阶段 （2周 5月27日—6月10日）。 其中：5月27日—6月5日，毕业答辩 6月6日—6月8日，答辩小组评定成绩，写评语并上报系答辩委员会； 6月9日—6月10日，系答辩委员会审核成绩和评语，毕业实习总结。 注：学生于5月17日前必须上交论文初稿的电子文档到指导老师处。 六、指导教师审核意见 指导教师签字： 年 月 日 七、开题答辩结论和审核意见 教研室主任签字： 年 月 日