一種有害氣體數(shù)據(jù)采集器及其構(gòu)成的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種有害氣體數(shù)據(jù)采集器及其構(gòu)成的監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展、生活水平逐步提高，人們對生活的質(zhì)量和安全意識的要求也越來越迫切。但在生產(chǎn)過程中某些情況下若使用不當(dāng)或裝置失靈，就會發(fā)生有害氣體泄漏的現(xiàn)象，如果泄漏濃度超過安全界限，就會引起火災(zāi)、中毒、爆炸等事故的發(fā)生，嚴重危害人身財產(chǎn)安全。因此必須及時可靠對氣體濃度進行檢測、監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有害氣體濃度過高，應(yīng)立刻采取有效的措施，減少泄漏事故的發(fā)生，將損失降到最低。智能有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)可在泄漏氣體尚未達到安全界限之前，(即泄漏氣體量對人身害處不大、也不會引起火災(zāi)的情況下)發(fā)出預(yù)警，即報警信號，起到安全防范的作用。
[0003]然而，現(xiàn)有的智能有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)大多采用單一參數(shù)的檢測方式對有害氣體進行監(jiān)測，即只檢測氣體濃度，對其他環(huán)境參數(shù)沒有涉及。這種檢測方式并不能全面反映被測氣體在特定環(huán)境中所顯示的特性，范圍較窄，因而其并不能很好地消除安全隱患，安全系數(shù)仍然不夠高。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供了一種有害氣體數(shù)據(jù)采集器及其構(gòu)成的監(jiān)測系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有的有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)不能很好消除安全隱患的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型解決問題的技術(shù)方案如下:
[0006]一種有害氣體數(shù)據(jù)采集器，包括々1:1]16〖3128單片機，均與該41:1]16〖3128單片機連接的氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、顯示模塊和5V電源模塊，以及同時與氣體傳感器和5V電源模塊連接、用于向氣體傳感器提供工作電源的3V電源模塊;所述溫度傳感器、濕度傳感器和顯示模塊均與5V電源模塊連接。
[0007]進一步地，本實用新型還包括均與Atmegal28單片機連接的報警模塊和狀態(tài)指示燈。
[0008]作為一種優(yōu)選，所述氣體傳感器型號為MClOl。
[0009]作為一種優(yōu)選，所述溫度傳感器型號為DS18B20。
[0010]作為一種優(yōu)選，所述濕度傳感器型號為HS1101。
[0011 ] 作為一種優(yōu)選，所述顯不模塊型號為IXD1602。
[0012]基于上述硬件結(jié)構(gòu)，本實用新型基于一個總的發(fā)明構(gòu)思下，還提供了由該有害氣體數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成的監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集器，以及以太網(wǎng)控制器、電平轉(zhuǎn)換器、PC機和用于向以太網(wǎng)控制器提供工作電源的3.3V電源模塊;所述以太網(wǎng)控制器和電平轉(zhuǎn)換器均與數(shù)據(jù)采集器中的Atmegal28單片機連接，并且3.3V電源模塊和電平轉(zhuǎn)換器還均與數(shù)據(jù)采集器中的5V電源模塊連接;所述PC機同時與以太網(wǎng)控制器和電平轉(zhuǎn)換器連接。
[0013]作為一種優(yōu)選，所述以太網(wǎng)控制器型號為ENC28J60。
[0014]作為一種優(yōu)選，所述電平轉(zhuǎn)換器型號為MAX232n。
[0015]進一步地，所述數(shù)據(jù)采集器、以太網(wǎng)控制器、電平轉(zhuǎn)換器和3.3V電源模塊均至少為兩個，并且一一對應(yīng)連接。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017](I)本實用新型設(shè)計合理、使用方便，其以Atmegal28單片機作為主控芯片，并集成了氣體傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器，可以全面監(jiān)測有害氣體的濃度、溫度和濕度，然后將采集的數(shù)據(jù)進行顯示和處理，本實用新型可以準確、動態(tài)、及時地采集當(dāng)前環(huán)境的特定氣體(如一氧化碳、硫化氫、甲醛、氨氣、氧氣等)濃度、溫度和濕度情況，為及時采取安全措施、消除安全隱患提、提高安全系數(shù)供了良好的鋪墊。
[0018](2)本實用新型設(shè)置了報警模塊和狀態(tài)指示燈，可在有害氣體發(fā)生異常時自動報警，并迅速通知相關(guān)人員進行處理，進一步避免事故的發(fā)生或防止事故擴散。
[0019](3)本實用新型中的氣體傳感器型號選用MClOl，其可以對可燃性氣體進行檢測，并具有響應(yīng)速度快、使用壽命長的優(yōu)點，可以很好地對有害氣體的濃度進行檢測。
[0020](4)本實用新型可將多個數(shù)據(jù)采集器同時與PC機實現(xiàn)通信，從而同時對多處環(huán)境的有害氣體狀態(tài)進行監(jiān)測，擴大監(jiān)測范圍，并最大限度確保環(huán)境的安全性。
[0021](5)本實用新型性價比高、實時性強、應(yīng)用范圍廣泛，其可以實現(xiàn)對整個生產(chǎn)安全性的有效管理，從而實現(xiàn)一臺PC機完成對整個現(xiàn)場有害氣體參數(shù)的智能監(jiān)測，因此，本實用新型具有較高的實用價值和推廣價值。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖。
[0023]圖2為本實用新型部分元器件的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合【附圖說明】和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0025]如圖1所示，本實用新型提供了一種可在安全生產(chǎn)過程中實現(xiàn)有害氣體的濃度、環(huán)境溫度和濕度監(jiān)測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由三大部分組成，即:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理通信、人機交互。而具體來說，這三大部分主要包括Atmegal28單片機、氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、顯示模塊、以太網(wǎng)控制器、電平轉(zhuǎn)換器、5V電源模塊、3V電源模塊、3.3V電源模塊以及PC機。
[0026]所述的Atmegal28單片機、氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、顯示模塊、5V電源模塊和3V電源模塊構(gòu)成了一個有害氣體數(shù)據(jù)采集器，如圖1所示，該數(shù)據(jù)采集器以Atmegal28單片機作為主控芯片，可以實現(xiàn)單處環(huán)境的有害氣體狀態(tài)監(jiān)測。Atmegal28單片機采用了RICS結(jié)構(gòu)(Reduced Instruct1n Set Computing，精簡指令集)，是一種CPU(中央處理器)，其指令格式和長度固定，指令及尋址方式少而簡單，跟同等的CISCX復(fù)雜指令集計算機)相比，該種單片機的處理器快了50%以上，而且更容易設(shè)計和糾錯。
[0027]而在上述數(shù)據(jù)采集器中，所述的5V電源模塊與Atmegal28單片機的VCC端口(引腳21、22)連接，其用于向整個數(shù)據(jù)采集器提供工作電源，該5V電源模塊外接9V電源，然后通過三端穩(wěn)壓芯片LM7805輸出+5V電壓給整個系統(tǒng)電路。
[0028]所述的氣體傳感器同時與Atmegal28單片機的ADCO端口(引腳61)和3V電源模塊連接，其用于檢測有害氣體的濃度，本實施例中，該氣體傳感器的型號為MClOl，其為催化燃燒式傳感器，電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，本實施例中，MClOl將采集到模擬信號經(jīng)過AD623儀用放大器后接入單片機Atmegal28，從將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。催化燃燒式傳感器屬于高溫氣體傳感器，利用催化燃燒產(chǎn)生的熱效應(yīng)原理制成。對鉑絲通以電流，使檢測元件保持高溫(200?400°C)，此時若與可燃氣體如甲烷接觸，甲烷就會在催化劑層上燃燒，利用元件在其表面測量甲烷燃燒反應(yīng)放出的熱量，即燃燒使鉑絲線圈的溫度升高，線圈的電阻值就上升?？諝庵锌扇夹詺怏w濃度愈大，氧化反應(yīng)(燃燒)產(chǎn)生的反應(yīng)熱量(燃燒熱)愈多，鉑絲的溫度變化(