井下瓦斯报警监测系统设计
井下瓦斯报警监测系统设计
【摘要】基于单片机井下瓦斯报警监测系统设计，采用AT89C52单片机作为核心控制模块，并带有MQ-5传感器实现实时瓦斯浓度的监测，实现自动报警功能，同时利用无线传感器nRF905发送、接收数据，有效防止和避免瓦斯燃烧或爆炸的恶性事故发生，完成了井下瓦斯浓度的无线监测。
【关键词】AT89C52;MQ-5传感器;无线传感器nRF905
引言
在我国煤矿安全事故中， 瓦斯爆炸造成的伤亡人数占所有重大事故，伤亡人数的70 % 以上， 成为实现安全生产的最大障碍。及时准确地检测瓦斯含量，在安全生产中具有重要意义。因此，进一步提高煤矿的安全保障能力。尤其是瓦斯事故，是重中之重。建设完善的煤矿瓦斯监控系统，有效检测井下环境安全系数，进行实时监控和远程监控，从而根据实际情况采取有效措施防止瓦斯事故发生，保障煤矿企业和工作人员的人身、财产安全，已成为煤矿安全监控的最迫切的任务之一。该选题将有效防止井下瓦斯爆炸事故的发生。
1.系统总体的设计
系统总体框图如图1所示。
图1 系统总体方框图
系统由MQ-5传感器检测瓦斯浓度后，再由A/D转换器进行数值转换。单片机对传感器检测到的浓度数据进行处理，进行判断和显示。
2.硬件电路设计
2.1 甲烷浓度检测电路
MQ-5将采集到的一氧化碳浓度信号转换为电信号，一氧化碳浓度的变化转化为MQ-5传感器内阻的变化，进而转换为电压的变化，即将一氧化碳的浓度信号转换为模拟电信号，该模拟电信号经过A/D转换器TLC549转换为数字信号后被送入单片机内部。TLC549的CLOCK端、DATA OUT端和端分别由单片机来控制。当片选端选中时，单片机通过TLC549的时钟时序来从DATA OUT引脚读出一氧化碳浓度信号经过A/D转换后得到的数字量。
2.2 无线传输模块
nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是接收模式和发送模式，两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。nRF905的工作模式由TRX-CE、TX-EN和PWR-UP三个引脚决定。硬件连接上由监控系统软件T0、T1、P0.7连接到nRF905模块的连接器相应的TX-EN、PWR-UP和TRX-CE引脚上，令PWR-UP和TRX-CE都置“1”，TX-EN置“0”为射频接收模式;TX-EN置“1”为射频发射模式。电路图如图2所示：

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