基于gsm的煤气表采集系统的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于gsm的煤气表采集系统的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

8 位分辨率时为 156 kHz,10 位分辨率时为 39kHz。  增强型 CCP 模块具有标准型 CCP 模块的所有 特性，但它在先进的电机控制时还有如下特性： 1， 2， 4 路的 PWM 输出。 可选择 PWM 极性。 可编程的 PWM 死区时间。  有 2 种工作方式的主同步串行通信（ MSSP）： 3 线 SPI 主控方式（去持所有 4 种 SPI 工作模式）。 IIC 主控 /从动模式。  可寻址的 USART 模块：支持中断地址位。 高级的模 /数转换特性  10位，高达 8个通道的模 /数转换模块（ A/D）： 休眠时可以转换； 8 个输入通道可用。  模拟比较模块：可编程多路 输入 /输出技术。  比较器参考电压模块。  可编程的低电压探测模块（ LVD）：支持低电压检测时产生中断。  可编程的锁定复位（ BOR）。 CAN 总线模块特性  符合国际标准 ISO CAN。  高达 1 Mbps 的通信速率。  与 CAN 版本相一致： 29 位校验符； 8 字节信息长度。  3个带优先级的信息发送缓冲器。  2个信息接收缓冲器。 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 9  6个全 29 位接收过滤器。  接收过滤器具有优先级配置。  为高优先级信息配置的多路接收缓冲器，它可用于防止因溢出而造成的信息丢失。  优越的错误处理特 性。 特殊的单片机特性  上电复位电路（ POR）、上电延时定时器（ PWRT）和振荡器起振定时器（ OST）。  带有片内 RC 振荡器的监视定时器 (WDT)。  可编程代码保护功能。  休眠（ SLEEP）省电方式。  可选择不同的振荡器工作方式，包括： 4 锁相环（主振器）； 2 路振荡器（ 32kHz）时钟输入。  通过 2个引脚可进行在线串行编程（ ICSP） FLASH 技术  低功耗、高速增强型 FLASH 技术。  全静态设计。  宽范围的工作电压： ～。  工业级和护展级温度范 围 [2] [3]。 本设计采用干簧管传感器。 这是目前应用最多的一种形式，它的原理就是在普通转盘计数的煤气表中加干簧管和永磁铁 ,干簧管固定安装在计数转盘附近 ,永磁铁安装在计数盘 m3 位上 ,当转盘每转一周，永磁铁经过干簧管时 ,干簧管的簧片开闭一次，由此输出一个计数脉冲 ,对应为 m3,其最大优点在于无需耗电 , 干簧管由于不需要供电，它对一般的电磁干扰不敏感 ,另外，虽然干簧管的机械触点有疲劳寿命的问题，但质量较好的高性能触点干簧管寿命可达 108 次。 目前用干簧管传感 器的生产厂家普遍对干簧管进行灵敏感和触点导通检测，检测后其性能较为稳定。 所以由干簧管传感组成的自动抄表系统比较省电，同时电源本身不产生或接受干扰，比较其它传感器所组成的自动抄表系统而言，系统的准确率较好，运行成本也较低廉 [4]。 只需将传感器的信号输出端接入单片机的 RB2 端即可， RB2 是单片机的外部中断输入引脚，通过脉冲触发进行计数，从而达到计量煤气流量的目的。 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 10 漏气检测电路的设计 漏气检测采用 MQ2型气敏传感器作为检测元件 ,其体电阻随可燃性气体或烟雾浓度的改变而改变。 电路图如图 32 所示。 平时 ,可燃性气体或烟雾浓度在允许范围内 ,气敏传感器 C、 D 间电阻值较大 , 从 D 端输出较低的电平。 当可燃性气体或烟雾浓度达到一定值后 ,气敏传感器 C、 D 间电阻值迅速减小 ,从 D 端输出较高的电平 [5]。 得到的电平信号通过 393比较器与参考电压相比，得出标准的数字信号 0或 1 [6]， 单片机检测比较器的输出电平为低时，说明含量超标，即作相应处理，即：发信息，关闭电磁阀，开风扇，开蜂鸣器和液晶显示报警。 图 32 煤气含量超标报警电路 开阀熄火检测电路的设 计 开阀熄火检测电路如图 33 所示 ,选用了高精度负温度系数的 NTC R101 作为检测是否灭火的传感器 ,将热敏电阻安装到煤气炉接近火源、不易触碰且方便的地方。 出现开阀熄火后，因温度变低 ,热敏电阻 Rt 阻值高 ,A 点电位升高，为较高的电平 [5], 得到的电平信号通过 393 比较器与参考电压相比，得出标准的数字信号 0 或 1， 单片机检测比较器的输出电平为低且持续超过 30 秒时，说明出现开阀熄火，单片机会做相应的处理，即：关闭电磁阀，打开通风扇，开蜂鸣器和液晶显示报警 [6]。 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 11 图 33 开阀熄火检测报警电路 通风扇控制电路 风扇的供电电压为 220V交流电，本设计要实现单片机对排气扇开闭的控制，采用了光电耦合和继电器控制。 如图 34所示，当 1端为高电平时， 4， 5 之间导通，从而控制继电器闭合，排风扇开始工作，风扇指示灯亮，当 1 端为低电平时， 4， 5 之间截止，继电器断开，排风扇停止工作，指示灯熄灭。 图 34 排风扇控制电路 电磁气阀控制电路 电磁阀的供电电压为 220V 交流电，本设计要实 现单片机对电磁阀开闭的控制，采用了光电耦合和继电器控制。 如图 35 所示，当 1 端为高电平时， 4， 5山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 12 之间导通，从而控制继电器闭合，电磁阀打开，电磁阀开关指示灯亮，当 1 端为低电平时， 4， 5之间截止，继电器断开，电磁阀关闭，指示灯熄灭。 图 35 电磁阀控制电路 红外键盘模块设计 通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编 /解码专用集成电路芯片来进行控制操作。 发射部分包括键盘矩阵、编码调制、 LED 红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。 图 36 红外遥控发射原理图 图 37 红外遥控接收原理图 发射硬件： 现以 LC7461 组成发射电路为例说明编码原理。 当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。 这种遥控码具有以下特征： 采用脉宽调制的串行码，以脉宽为 、间隔 、周期为 的组合表示二进制的 “0” ；以脉宽为 、间隔 、周期为 的组合表示二进制的 “1” ,见 图 39。 矩阵键盘 编码调制 红外发射 光电 /放大 解调 解码 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 13 上述 “0” 和 “1” 组成的 42位二进制码经 38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。 然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射， 7461 产生的遥控编码是连续的 42位二进制码组，其中前 26位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。 后 16 位为 8位的操作码和 8 位的操作反码用于核对数据是否接收准确。 当遥控器上任意一个按键按下超过 36ms 时， LC7461 芯片的振荡器使芯片激活，将发射一个特定的同步码头，对于接收端而言就是一个 9ms 的低电平 ,和一个 的高电平，这个 同步码头可以使程序知道从这个同步码头以后可以开始接收数据。 图 38 LC7461 遥控器 图 39 LC7461 时序图 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 14 图 310 LC7461 发射电路 接收硬件 ： 解码的关键是如何识别 “0” 和 “1” ，从位的定义我们可以发现 “0” 、“1” 均以 的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同， “0” 为,“1” 为 ,所以必须根据高电平的宽度区别 “0” 和 “1”。 如果从 低电平过后，开 始延时， 以后，若读到的电平为低，说明该位为 “0” ，反之则为 “1” ，为了可靠起见，延时必须比 长些，但又不能超过 ,否则如果该位为 “0” ，读到的已是下一位的高电平，因此取（ +） /2= 最为可靠，一般取 左右即可。 根据红外编码的格式，程序应该等待 9ms 的起始码和 的结果码完成后才能读码。 LT0038 是塑封一体化红外线接收器，它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与 TTL电平信号兼容的所有工作，没有红外遥控信号时为高电平，收到红外信号时为低电平，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输 ，见图 311。 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 15 图 311 LT0038 红外接收头 电源电路的设计 本设计采用太阳能给蓄电池供电方案，太阳能供电具有以下优点： ； ； ； ； ； ； ，没有易磨损的零部件，无污染，非常环保，转换成电能中不产生其它 物质 ；。 另外用太阳能代替一般电源供电，可以大量节约能源， 符合创建节约型社会的要求，具有很重要的现实意义。 整流电路将交流电压变换为脉动的直流电压；稳压电路的作用为在电压波动或负载电流变化时保持输出电压基本不变；滤波电路可减少脉动使直流电压平滑 [4]。 本次设计的电源电路如图 312。 瓷片电容 的作用是 滤 除 高频干扰，电解电容 的作用是 滤低频干扰。 在 7085 前加一组，是为了抑制电源中的高频和低频成分，在 7805 后再加一组，是 为 了抑制 7085 在稳压过程中产生的高频和低频成分。 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 16 图 312 电源电路 时钟电路的设计 时钟芯片 DS1302 简介 DS1302是 DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟 /日历和 31字节静态 RAM。 通过简单的串行接口与单片机进行通信。 实时时钟 /日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息。 每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作。 可通过 AM/PM指示决定采用 24或 12小时格式。 DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线 1： RES 复位； 2： I/O 数据线； 3： SCLK 串行时钟。 时钟 /RAM 的读 /写数据以一个字节或多达 31个字节的字符组方式通信 DS1302。 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。 DS1302是由 DS1202改进而来增加了以下的特性： (1)实时时钟具有能计算 2100年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力。 (2)31个 8位暂存数据存储 RAM。 (3)串行 I/O 口方式使得管脚数量最少。 (4)宽范围工作电压。 (5)工作电流 时 ,小于 300nA。 (6)读 /写时钟或 RAM 数据时有两种传送方式单字。 节传送和多字节传送字符组方式。 (7)8 脚 DIP 封装或可选的 8 脚 SOIC 封装根据表面装配。 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 17 (8) 简单 3 线接口。 (9) 与 TTL 兼容 Vcc=5V。 (10) 可选工业级温度范围 40 +85。 (11) 与 DS1202 兼容。 (12) 在 DS1202 基础上增加的特性。 DS1302 硬件连接 除了正常的时钟电路连接外，本设计 的硬件电路中加入了掉电保护以保证时钟掉电后的正常运行。 其接线电路如图 314 图 314 时钟电路图 LCD 液晶显示电路 本设计采用金鹏 C系列 128*64 液晶显示模块 OCMJ4X8C 显示煤气用量、实时实钟、号码更改、闹铃设定、时钟调整等功能。 设计采用液晶模块的串行方式，如果用并行数据传输方式则需要 11条 I/O数据线、控制线，在本设计中会导致 I/O 口不够用，或者需要扩展，会使电路变的复杂，故设计采用串行方式，仅需要 3 条 I/O 口线，大大节省了单片机 I/O资源，使设计简单化。 在 19 脚运用三极管开关电路设 计 了背光控制 [7]。 电路图如图 315 所示 ： 山东轻工业学院 20xx 届本科生毕业设计（论文） 18 图 315 LCD 液晶显示电路图 OCMJ4X8C 中文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。 提供三种控制接口，分别是 8 位微处理器接口， 4位。