摘要
本设计主要采用加拿大Mitel公司生产的DTMF信号收发芯片MT8888，由于其功能强、功耗低、工作稳定、可靠等优点，故可实现由三线制信号传输瓦斯报警仪到两线制煤矿瓦斯报警仪的改进。
在设计说明书中对瓦斯浓度检测部分选用了对甲烷气体非常敏感并输出电压信号的催化元件作为传感器。中央处理器选取了美信公司的含有三个定时器的中央处理芯片AT89C52。设置参数的储存应用了可电擦初程序存储器,93c46.
我国工业抽放瓦斯始于1938年，经过几十年的发展，无论瓦斯抽放方法，还是抽放瓦斯装备等均具有较先进 的水平。但近几年来，随着矿场的不断增多，煤矿瓦斯爆炸事故也成直线上升。瓦斯事故是制约我国煤矿安全状况好转的最主要因素。不把瓦斯事故控制住， 就不能实现全国煤矿安全生产状况 的稳定好转，也无法保障煤炭工业的持续健康发展。
本作品特点是采用高性能、大规模集成电路和新型电子器件，数码显示，性能稳定，门限准确，反应迅速，精度高。可以广泛应用与煤矿井下作业及其它对瓦斯浓度控制要求较高的场所。
关键词：甲烷 瓦斯 两线制
Title Two-Lines Gas Alarm
Abstract
The design mainly adopt the integrated DMTF MT8888.Beause its strong function, low consumed and stability work. I use it to realize the design from three lines to two lines for transfer the gas signal and power supply.
In the design, I select catalyze chip which was sensitive for CH4,for checking the consistency of gas. Select AT89C52 which was produced by Atmel , consist of three time clock. And E2PROM 93C46 for storing the data.
Our country’s industrial pumps gas began at 1938.Several years later, either the method of pumps gas , or the equipment for pumps gas have a widely development. But , recently, the accident which was led to gas burst up have increased almost like a line. The gas accident has become the factors which restricted our country’s industry development steadily and healthily.
The advantage of this design just like this: make use of high function ,large integrate and new chips, LED show, And works at a steadily, precise, quickly surrounding. You can use it at colliery and any place where need for checking gas exactly.
Keywords: CH4 TWO-LINES Sensor
目录：
第一章:绪论……………………………………………………… (4)
(一)概述…………………………………………………………(4)
(二)统设计可行性分析…………………………………………(5)
(三) 方案论证…………………………………………………(5)
第二章：硬/软模块分析……………………………………………(7)
(一)系统原理框图………………………………………………(7)
(二)整机工作原理………………………………………………(8)
(三)硬件单元电路分析…………………………………………(9)
(四)软件设计分析………………………………………………(30)
第三章、连机调试部分……………………………………………(36)
第四章、系统使用说明……………………………………………(37)
第五章、系统功能扩展……………………………………………(38)
第六章、结束语致谢………………………………………………(39)
参考文献………………………………………………………… (40)
附: A0图纸硬件原理图一张
软件流程图一张
软件部分A4图纸
第一章：绪论
(一)概述
我国工业抽放瓦斯始于1938年的抚顺龙凤矿，但系统地连续抽放瓦斯是1952年在龙凤矿建抽 放瓦 斯泵站开始的。经过几十年的发展，无论瓦斯抽放方法，还是抽放瓦斯装备等均具有较先进 的水平。到2001年底，全国已有185个煤矿建立了井下瓦斯抽放系统和地面输气系统，2002 年全国瓦斯抽放量达1146Mm。我国煤矿的瓦斯灾害是比较严重的，在原国有重点煤矿576 处矿井中，高瓦斯矿井、煤与瓦 斯突出矿井有277处，占48%，且95%以上的矿井具有煤尘爆炸危险，更加剧了瓦斯的威胁。 据统计，在1991～2000年间，瓦斯事故死亡人数总体呈上升趋势。1991年，一次死亡3人以 上瓦斯事故死亡1364人，2000年死亡2662人，10年中增加近一倍。2001年全国煤矿事故死亡 5670人，瓦斯事故死亡2436人，占总死亡人数的43%。2002年，在一次死亡3人以上和10人以 上的重、 特大事故中，瓦斯事故所占比重最大。每年在10人以上重、特大死亡事故中，瓦斯事故死亡 人数占总死亡人数的比重基本在80%以上。
中国产煤大省山西省2004年4月31日下发专项通知，规定如复产后煤矿发生3至9人事故的，撤销乡镇长职务；发生10至19人事故的，对县(区)长给予处分或免职；发生20人以上事故的，对市长(专员)给予处分或免职。
据介绍，这项通知对煤矿复产验收的标准、范围、程序等事项作出明确规定。通知规定，在停产整顿期间矿长未参加培训的或培训后不合格的、未对工人进行安全培训的、未认真进行安全整顿的煤矿，以及重点产煤县的3万吨以下矿井和没有派驻安全监察员的乡镇煤矿将不予验收。
由此可见，瓦斯事故是制约我国煤矿安全状况好转的最主要因素。不把瓦斯事故控制住， 就不能实现全国煤矿安全生产状况 的稳定好转，也无法保障煤炭工业的持续健康发展。
设计一种安全，稳定的煤矿瓦斯报警系统是非常必要的。本作品采用高性能、大规模集成电路和新型电子器件，数码显示，性能稳定，门限准确，反应迅速，精度高。
两线制煤矿瓦斯报警仪由单片机构成主控部分，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种信息的记录；接口电路提供单片机与催化元件、警扬声器、报警指示灯、换气电机、无线电遥控器，电源/信号传输线的接口。
(二)系统设计可行性分析
1、根据两线制煤矿瓦斯报警系统的具体设计要求：
（1）两根电源/信号复用传输线完成系统的供点和信号的传输功能；
（2）动态显示瓦斯浓度；
（3） 浓度越限进行报警，断电；
（4）CH4被测精度0.1分，范围0~4分；
我设计此系统必须具有以下单元功能模块：
（1）瓦斯浓度检测；
（2）中央处理器（单片机）运算、控制；
（3）检测参数的设置
（4）设置参数的储存；
（5）能够完成对检测、控制参数的设置
（6）双音频信号调制，发送频率
(三) 方案论证
控制部分的选择：
方案一：
采用简单模拟电路及逻辑电路组合成控制系统。可以就系统的各个部分在系统工作时的状态画出时序图，转化为真值表进行逻辑运算，设计出逻辑电路来控制系统的运行。此方案由纯硬件实现，设计复杂，系统庞大，焊点过多，易出错，多级门电路的串联造成的时延对系统的稳定产生不利的影响，而且难以对数据进行复杂的处理。
方案二：
选取Atmel公司的AT89C52;其具有8KB FLASH存储器,128 字节RAM,32 条I/O 口线,2个16 位定时 /计数器,6个中断源, 1 个串行I/O 口,片内振荡器和时钟电路。符合系统对控制部分的要求
频率信号的传输：
方案一：采取电源线、地线、信号线，三线制传送方式。
方案二：选用双音多频调制芯片MT8888;
双音多频信号广泛应用与通讯网络中。加拿大Mitel公司生产的DTMF信号收发芯片MT8888以其功能强、功耗低、工作稳定、可靠等优点在须同时具备DTMF信号接收和发送功能的系统中倍受人们青睐。故本设计中选用MT8888芯片来进行频率信号的传送。
本设计中，瓦斯浓度检测采用热催化元件，其对ch4气体比较敏感，并传输出电压信号，并具有良好的线性度，有利于后期的软于编译工作。中央处理器采用Amtel公司的AT89C52,其含有三个定时器，能够满足本系统对较多频率检测的要求。参数的储存采用串行eeprom，93c46。能够减少工作板的面积及节省口线资源。参数的设置采用无线电遥控器，通过红外发射管发射不同的频率来完成不同参数的设定。双音频信号调制功能通过MT8888芯片来完成。电器的开关控制信号通过把口线信号经三极管驱动发大后获得
