本實用新型涉及一種瓦斯安全系統(tǒng)，特別涉及一種瓦斯檢測報警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國一直以來存在著煤礦資源豐富，但是地質(zhì)條件惡劣，構(gòu)造復雜的問題。通過調(diào)查報告可知，有一半以上的礦井屬于高瓦斯礦井，導致煤礦產(chǎn)業(yè)在開發(fā)過程中存在著較大的風險。近年來，隨著我國對煤的需求量增多，導致對煤礦的開采規(guī)模擴大，采掘深度不斷加深，風險隨之增加，使煤礦產(chǎn)業(yè)面臨許多安全性問題。煤礦中甲烷等有害氣體的大量存在是導致爆炸的主要原因，也稱之為瓦斯爆炸。瓦斯爆炸不僅危及礦工的生命而且還會對產(chǎn)業(yè)以及國家造成很大的經(jīng)濟損失。煤礦安全隱患隨著采掘規(guī)模的擴大和開采深度的延伸不斷增加，導致瓦斯事故發(fā)生的概率變大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決上述技術(shù)問題，提供一種減少煤礦安全隱患發(fā)生的瓦斯檢測報警系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種瓦斯檢測報警系統(tǒng)，包括單片機模塊、瓦斯?jié)舛炔杉K和聲光報警模塊；

所述單片機模塊包括單片機芯片、時鐘電路和復位電路，所述時鐘電路包括晶體振蕩器、瓷片電容C5和瓷片電容C6，所述晶體振蕩器的兩端連接于單片機芯片，所述瓷片電容C5的一端連接于晶體振蕩器的一端，另一端接地，所述瓷片電容C6的一端連接于晶體振蕩器的另一端，另一端接地；所述復位電路包括電阻R7、二極管D2、電容C7和復位鍵RESET，所述復位鍵RESET與電容C7并聯(lián)，所述復位鍵RESET的一端連接二極管D2的正極，另一端接地，所述電阻R7與二極管D2并聯(lián)，所述二極管D2的正極連接單片機芯片，所述二極管D2的負極連接外接電源；

所述瓦斯?jié)舛炔杉K包括可燃氣體傳感器、比較器、電位器、發(fā)光二極管D2、電阻R11和電容C3，所述可燃氣體傳感器的第一端口、第二端口和第三端口連接外接電源，第四端口、第五端口和第六端口接地，所述比較器的反向輸入端連接可燃氣體傳感器的第四端口和第六端口，所述比較器的正向輸入端連接電位器的第二引腳，所述比較器的輸出端連接單片機芯片，所述電位器的第一引腳連接外接電源，所述電位器的第三引腳接地，所述發(fā)光二極管D2的負極連接比較器的輸出端，所述發(fā)光二極管D2的正極連接電阻R11的一端，所述電阻R11的另一端連接外接電源，所述電容C3的一端連接比較器的輸出端，所述電容C3的另一端接地；

所述聲光報警模塊包括三極管Q1、發(fā)光二極管D1、蜂鳴器和限流電阻R1，所述蜂鳴器的一端連接外接電源，所述蜂鳴器的另一端連接三極管Q1的發(fā)射極，所述三極管Q1的基極連接單片機芯片，所述三極管Q1的集電極接地，所述發(fā)光二極管D1的負極接地，所述發(fā)光二極管D1的正極連接限流電阻R1的一端，所述限流電阻R1的另一端連接單片機芯片。

進一步優(yōu)化，還包括實時顯示模塊，所述實時顯示模塊包括LCD1602字符液晶，所述LCD1602字符液晶連接單片機芯片。

進一步優(yōu)化，還包括溫度采集模塊，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器，所述溫度傳感器的第一引腳連接外接電源，所述溫度傳感器的第二引腳連接單片機芯片，所述溫度傳感器的第三引腳接地，所述溫度傳感器的第一引腳與第二引腳之間連接有限流電阻R5。

進一步優(yōu)化，還包括電機驅(qū)動模塊，所述電機驅(qū)動模塊包括LP9110電機驅(qū)動芯片和驅(qū)動電機，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第一引腳連接驅(qū)動電機的一端，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第二引腳和第八引腳接地，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第三引腳和第五引腳接地，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第四引腳和第六引腳連接單片機芯片，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第七引腳連接驅(qū)動電機的另一端。

進一步優(yōu)化，還包括數(shù)據(jù)通信模塊，所述數(shù)據(jù)通訊模塊包括MAX485轉(zhuǎn)換芯片和RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的RO引腳和DI引腳連接單片機芯片，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的RE引腳和DE引腳連接外接電源，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的VCC引腳連接外接電源，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的 B引腳和A引腳連接RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器。單片機芯片將數(shù)據(jù)以TTL電平信號傳送到MAX485轉(zhuǎn)換芯片中，MAX485轉(zhuǎn)換芯片將TTL電平信號轉(zhuǎn)換為差分電平信號，然后通過傳輸線送到RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器中，差分電平信號轉(zhuǎn)換為共模信號，然后再傳送至PC機，PC可以根據(jù)收到的數(shù)據(jù)進行分析，和對數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的措施，預(yù)防煤礦安全隱患的發(fā)生。

本實用新型有益效果：通過瓦斯?jié)舛炔杉K進行對煤礦中的瓦斯?jié)舛刃畔⑦M行采集，將采集的濃度信息發(fā)送至單片機進行分析，當采集的瓦斯?jié)舛瘸^預(yù)設(shè)的閥值時，單片機芯片就通過聲光報警模塊進行報警通知相關(guān)人員進行相關(guān)處理，有效地較少煤礦安全隱患的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)單片機模塊的一種電路原理圖；

圖2為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)瓦斯?jié)舛炔杉K的一種電路原理圖；

圖3為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)聲光報警模塊的一種電路原理圖；

圖4為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)實時顯示模塊的一種電路原理圖；

圖5為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)溫度采集模塊的一種電路原理圖；

圖6為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)電機驅(qū)動模塊的一種電路原理圖；

圖7為本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信模塊的一種電路原理圖。

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

請一并參照圖1，如圖所示可知，本實用新型瓦斯檢測報警系統(tǒng)，包括單片機模塊、瓦斯?jié)舛炔杉K和聲光報警模塊；

所述單片機模塊包括單片機芯片、時鐘電路和復位電路，所述時鐘電路包括晶體振蕩器、瓷片電容C5和瓷片電容C6，所述晶體振蕩器的兩端連接于單片機芯片，所述瓷片電容C5的一端連接于晶體振蕩器的一端，另一端接地，所述瓷片電容C6的一端連接于晶體振蕩器的另一端，另一端接地；所述復位電路包括電阻R7、二極管D2、電容C7和復位鍵RESET，所述復位鍵RESET與電容C7并聯(lián)，所述復位鍵RESET的一端連接二極管D2的正極，另一端接地，所述電阻R7與二極管D2并聯(lián)，所述二極管D2的正極連接單片機芯片，所述二極管D2的負極連接外接電源；時鐘電路主要用于生成單片機工作所需的時鐘信號。單片機是一個復雜的同步時序電路，它在唯一的時鐘信號控制下工作，保證了單片機同步工作方式的實現(xiàn)，復位電路由一個10K電阻R7、一個二極管 D2、一個0.1uF電容C7和一個復位鍵RESET組成。使用0.1uF的電容用于消除干擾和雜波，二極管D2有兩個作用：一個作用是將復位輸入的最高電壓控制在+0.5V左右，另一個作用是當系統(tǒng)斷電時，電阻短路，電容快速放電，讓下一次來電時，能產(chǎn)生有效的復位。當單片機在工作時，按下復位鍵RESET時，復位腳變成低電平，觸發(fā)單片機復位。

所述瓦斯?jié)舛炔杉K包括可燃氣體傳感器、比較器、電位器、發(fā)光二極管D2、電阻R11和電容C3，所述可燃氣體傳感器的第一端口、第二端口和第三端口連接外接電源，第四端口、第五端口和第六端口接地，所述比較器的反向輸入端連接可燃氣體傳感器的第四端口和第六端口，所述比較器的正向輸入端連接電位器的第二引腳，所述比較器的輸出端連接單片機芯片的引腳AD4，所述電位器的第一引腳連接外接電源，所述電位器的第三引腳接地，所述發(fā)光二極管D2的負極連接比較器的輸出端，所述發(fā)光二極管D2的正極連接電阻R11 的一端，所述電阻R11的另一端連接外接電源，所述電容C3的一端連接比較器的輸出端，所述電容C3的另一端接地；當可燃氣體傳感器檢測到瓦斯氣體時，比較器LM393反向輸入端的電壓值隨著瓦斯氣體濃度的增加而增大，當瓦斯氣體濃度值超過電位器RP設(shè)定的閥值時，比較器LM393的反向輸入端的電壓值高于正向輸入端的電壓值，于是比較器LM393的輸出端輸出低電平，發(fā)光二極管D2發(fā)光；當可燃氣體傳感器沒有檢測到瓦斯氣體時，或者瓦斯?jié)舛鹊陀陬A(yù)設(shè)值時，可燃氣體傳感器輸出高電平信號。

所述聲光報警模塊包括三極管Q1、發(fā)光二極管D1、蜂鳴器和限流電阻R1，所述蜂鳴器的一端連接外接電源，所述蜂鳴器的另一端連接三極管Q1的發(fā)射極，所述三極管Q1的基極連接單片機芯片的引腳IO13，所述三極管Q1的集電極接地，所述發(fā)光二極管D1的負極接地，所述發(fā)光二極管D1的正極連接限流電阻R1的一端，所述限流電阻R1的另一端連接單片機芯片的引腳IO12。當瓦斯氣體濃度濃度超過預(yù)設(shè)值的時候，單片機芯片IO輸出低電平，三極管Q1導通，蜂鳴器LS1發(fā)生報警，發(fā)光二極管D1給出光指示信號。

本實用新型中，單片機芯片采用ATmega328單片機，ATmega單片機系列屬于AVR中的高檔產(chǎn)品，它與中檔產(chǎn)品AT90系列單片機相比，不僅具有AT90 系列單片機的所有功能特點，還在AT90單片機的基礎(chǔ)上增添了更多的接口功能，并且在省電性、可靠性、抗干擾性以及穩(wěn)定性方面做得更好。該單片機可靠性高、抗干擾能強、性能優(yōu)越等，ATmega328單片機是ATmega單片機系列的一種。可燃氣體傳感器采用MQ-5傳感器，瓦斯的主要成分是甲烷(CH4)， MQ-5傳感器對丁烷、甲烷氣體有很高的靈敏度。

通過瓦斯?jié)舛炔杉K進行對煤礦中的瓦斯?jié)舛刃畔⑦M行采集，將采集的濃度信息發(fā)送至單片機進行分析，當采集的瓦斯?jié)舛瘸^預(yù)設(shè)的閥值時，單片機芯片就通過聲光報警模塊進行報警通知相關(guān)人員進行相關(guān)處理，有效地較少煤礦安全隱患的發(fā)生。

在本實施例中，還包括實時顯示模塊，所述實時顯示模塊包括LCD1602字符液晶，所述LCD1602字符液晶連接單片機芯片。LCD1602字符液晶的管腳1 連接電源的負極，管腳2連接5V電源正極，管腳3為液晶顯示器對比調(diào)整端，連金額一個10K的電阻調(diào)整對比度，防止對比度過高時出現(xiàn)“鬼影”，管腳4為寄存器選擇，當高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作；管腳11、12、13、 14為8位雙向數(shù)據(jù)端，分別連接單片機芯片的引腳IO4、IO5、IO6和IO7；可以直觀在LCD1602字符液晶上顯示瓦斯氣體濃度的信息，實現(xiàn)實施觀測。

在本實施例中，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器，所述溫度傳感器的第一引腳連接外接電源，所述溫度傳感器的第二引腳連接單片機芯片，所述溫度傳感器的第三引腳接地，所述溫度傳感器的第一引腳與第二引腳之間連接有限流電阻R5。溫度傳感器采用DS18B20溫度傳感器，限流電阻R5防止電流過大而燒毀單片機芯片的I/O口。溫度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電壓值并傳入單片機芯片，可以在LCD1602字符液晶顯示，且當溫度超過一定值的時候，通過聲光報警模塊進行報警提示，預(yù)防溫度過高而造成的瓦斯安全隱患。

在本實施例中，還包括電機驅(qū)動模塊，所述電機驅(qū)動模塊包括LP9110電機驅(qū)動芯片和驅(qū)動電機，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第一引腳連接驅(qū)動電機的一端IA，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第二引腳和第八引腳接地，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第三引腳和第五引腳接地，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第四引腳和第六引腳連接單片機芯片，所述LP9110電機驅(qū)動芯片的第七引腳連接驅(qū)動電機的另一端IB。驅(qū)動電機的IA端和IB端為控制端，驅(qū)動電機上設(shè)有風扇，當瓦斯?jié)舛瘸^預(yù)設(shè)值的時候，單片機芯片控制LP9110電機驅(qū)動芯片向驅(qū)動電機 IA端輸送高電平，向IB端輸送低電平，驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)，帶動風扇轉(zhuǎn)動，吹散周圍的瓦斯氣體，或者單片機芯片控制LP9110電機驅(qū)動芯片向驅(qū)動電機IA端輸送低電平，向IB端輸送高電平，驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)，帶動風扇轉(zhuǎn)動，對周圍的瓦斯氣體進行排放，從而降低周圍瓦斯氣體的濃度，當瓦斯氣體的濃度降低的時候，單片機芯片控制LP9110電機驅(qū)動芯片向驅(qū)動電機IA端和IB端輸入相同低電平，停止驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。在本實施例中，驅(qū)動電機可以為兩個及以上。

在本實施例中，還包括數(shù)據(jù)通信模塊，所述數(shù)據(jù)通訊模塊包括MAX485轉(zhuǎn)換芯片和RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的RO引腳和DI引腳連接單片機芯片，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的RE引腳和DE引腳連接外接電源，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的VCC引腳連接外接電源，所述MAX485轉(zhuǎn)換芯片的 B引腳和A引腳連接RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效形狀或結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。