摘要：由于近年来，中国煤炭消费量持续上升，煤炭需求量急剧增长，中国煤矿灾难愈发频繁。据科学统计，我国每年在矿难中牺牲的人数有近万人之多，而且目前数量还在不断上升。因此，我们必须对煤矿生产安全投入更多的注意，避免发生更多不必要的伤亡。矿难形式多种多样，但在众多矿难中，瓦斯事故危害最大，而且所占比例也是不容乐观。我们此次设计就是针对瓦斯事故进行研究，设计出一种基于单片机的井下瓦斯监测系统。

本设计以AT89S52单片机为系统的控制核心，再加上传感器采集模块、AD转换模块、数码管显示模块、声光报警模块、GSM发送短信模块等几个重要模块组成。从而实现采集瓦斯浓度，进行数码管显示，声光报警以及远程发送短信等功能。此次设计的瓦斯监测系统具有结构简单，设计方便，体积小巧，能够进行长期的稳定工作，不易受环境条件影响等优点。运用此系统我们可以实时对煤矿安全情况进行监测，预防矿难发生。

关键词：瓦斯监测系统 单片机 传感器 GSM

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1 瓦斯监控系统概述-1

1.2 国外瓦斯监测系统的研究现状-1

1.3 国内瓦斯监测系统的研究现状-2

1.4 本课题的研究意义-2

1.5 本课题主要研究的内容及主要工作-3

1.6 本课题的预期效果-3

2 系统总体方案设计-5

2.1 本设计的性能指标-5

2.2 系统总体结构设计-5

3 系统的硬件设计-8

3.1 单片机选型-8

3.1.1 单片机的基本结构-8

3.1.2 单片机的逻辑结构-8

3.1.3 单片机的信号引脚-9

3.2 传感器-10

3.2.1 传感器的分类-10

3.2.2 气敏传感器的选择-10

3.2.3 MQ-4传感器介绍-11

3.3 A/D转换单元-12

3.3.1 A/D转换器分类-13

3.3.2 A/D转换器选型-13

3.4 数据显示模块-15

3.5 报警模块-15

3.6 远程通信模块-16

3.6.1 GSM的发展历史-16

3.6.2 GSM的特点-16

3.6.3 GSM的选择-16

4 电路原理图设计-18

4.1 单片机最小系统电路-18

4.1.1 电源电路设计-18

4.1.2 晶振电路设计-18

4.1.3 复位电路设计-19

4.2 显示电路设计-19

4.3 按键电路设计-21

4.4 报警电路设计-21

4.5 A/D转换器电路设计-21

5 程序设计-23

5.1 主程序设计-23

5.2 A/D转换器程序设计-24

5.3 显示程序设计-24

5.4 按键扫描程序设计-25

5.5 报警程序设计-25

5.6 GSM发送短信程序设计-26

6 仿真调试-27

6.1 Keil软件简介-27

6.2 Proteus软件简介-27

6.3 仿真调试操作步骤-27

7 总结-29

参考文献-30

致谢-32

附录1 仿真电路原理图-33

附录2 电路原理图-34

附录3 TC35i模块原理图-35

附录4 PCB图-36

附录5 程序-37

附录6 元件清单表-41