專利名稱:一種基于msp430的可燃?xì)怏w報(bào)警器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，包括：傳感器、數(shù)字電位器、儀表放大器、MSP430單片機(jī)、顯示鍵盤、聲光報(bào)警器、LED顯示器，傳感器與儀表放大器連接，儀表放大器與MSP430單片機(jī)連接，數(shù)字電位器與MSP430單片機(jī)連接，顯示鍵盤與MSP430單片機(jī)連接，MSP430單片機(jī)與聲光報(bào)警器、LED顯示器連接，MSP430單片機(jī)還通過通訊接口與電腦連接。本實(shí)用新型通過MSP430單片機(jī)為系統(tǒng)核心，配合外圍電路共同完成信號(hào)采集、時(shí)間顯示、聲光報(bào)警、按鍵輸入、故障檢測等功能。
【專利說明】一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種報(bào)警器【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器。

【背景技術(shù)】
[0002]縱觀國內(nèi)外對每路易燃易爆有毒有害氣體報(bào)警器的周期檢測，每次都必須安排二人以上并攜帶標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)到報(bào)警器安裝現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場周期檢定報(bào)警誤差值，不僅大量耗費(fèi)人工和差旅費(fèi)，而且也大量耗費(fèi)時(shí)間，工作效率很低。由于氣體報(bào)警器都是安裝在危險(xiǎn)氣體防爆場所，對于氣體報(bào)警器的參數(shù)修改、設(shè)置、調(diào)試都需要在現(xiàn)場帶電違規(guī)開蓋操作，這種帶電開蓋操作就帶來了一定的安全隱患，萬一引爆現(xiàn)場，由此造成事故后果將不堪設(shè)想，而且由于設(shè)置報(bào)警器的地點(diǎn)分布比較廣，現(xiàn)場維護(hù)或者寄送維護(hù)，成本很高。
[0003]因此，由于現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的技術(shù)缺陷，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的為提供一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，利用NAP-55A型催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器、MSP430F437單片機(jī)和液晶顯示器等組成智能式、低功耗可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)，能顯示探測區(qū)域可燃?xì)怏w濃度，并能根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行判斷是否報(bào)警。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，包括:
[0007]用于感受到被測量的信息，并能將感受到的信息變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的傳感器；
[0008]用于所述傳感器檢測轉(zhuǎn)軸的角度變化，并將這個(gè)角度變化用多種信號(hào)類型反饋輸出，利用輸出反饋信號(hào)與角度變化成線性比例的特性，通過驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)功能的數(shù)字電位器；
[0009]用于電橋差分輸入的微弱電壓信號(hào)，使電路只對差模信號(hào)放大，放大那些在共模電壓下信號(hào)的儀表放大器；
[0010]用于對輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行處理的MSP430單片機(jī)；
[0011]用于自檢、消音、設(shè)置時(shí)間、復(fù)位、查詢地址、運(yùn)行輸入控制的顯示鍵盤；
[0012]用于接收來自所述MSP430單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行報(bào)警的聲光報(bào)警器；
[0013]用于顯示處理器將A/D轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)化為氣體體積分?jǐn)?shù)的LED顯示器。
[0014]優(yōu)選的，所述的自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的傳感器，是催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器。
[0015]優(yōu)選的，所述的信號(hào)的儀表放大器的共模抑制比為70?100dB，同相和反相輸入端的阻抗值為10~9?10~12Ω。
[0016]優(yōu)選的，所述儀表放大器在IkHz條件下，折合到輸入端的輸入噪聲要求小于10nV/Hzo
[0017]優(yōu)選的，所述的輸入控制的顯示鍵盤的電路由4位撥碼開關(guān)和3個(gè)彈跳式按鈕組成，所述顯示鍵盤電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間調(diào)節(jié)、系統(tǒng)的歸零、標(biāo)定、報(bào)警點(diǎn)設(shè)置、報(bào)警和故障信息查閱和設(shè)置本機(jī)通訊地址。
[0018]本實(shí)用新型的有益之處在于:通過MSP430單片機(jī)為系統(tǒng)核心，配合外圍電路共同完成信號(hào)采集、時(shí)間顯示、聲光報(bào)警、按鍵輸入、故障檢測等功能；根據(jù)檢測區(qū)域的大小和貯氣量的多少，可以進(jìn)行檢測報(bào)警，可燃?xì)怏w濃度信號(hào)通過傳感器將可燃?xì)怏w濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)，經(jīng)過儀表放大器，輸出一個(gè)適合單片機(jī)接受的電壓信號(hào)，送入MSP430F437中；然后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換、線性化處理后，將電壓、信號(hào)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的十六進(jìn)制濃度值；最后將濃度值送入ED數(shù)碼管顯示。當(dāng)檢測到的可燃性氣體濃度超出上下限報(bào)警設(shè)定值，報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠根據(jù)空間內(nèi)可燃?xì)怏w的量與預(yù)設(shè)值之間的比較，進(jìn)行報(bào)警。

【附圖說明】

[0019]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:1為傳感器；2為數(shù)字電位器；3為顯示鍵盤；4為MSP430F437單片機(jī)；5為儀表放大器；6為聲光報(bào)警器；7為LED顯示器。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型提供了一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠根據(jù)空間內(nèi)可燃?xì)怏w的量與預(yù)設(shè)值之間的比較，進(jìn)行報(bào)警。
[0023]下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚和詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1所示的一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，包括:
[0025]感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的傳感器I ;
[0026]用于數(shù)字傳感器檢測轉(zhuǎn)軸的角度變化，并將這個(gè)角度變化用多種信號(hào)類型反饋輸出，利用輸出反饋信號(hào)與角度變化成線性比例的特性，通過驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)功能的數(shù)字電位器2;
[0027]用于電橋差分輸入的微弱電壓信號(hào)，差分輸入可以使電路只對差模信號(hào)放大，能放大那些在共模電壓下信號(hào)的儀表放大器5 ；
[0028]用于對輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行處理的MSP430單片機(jī)4 ;
[0029]用于自檢、消音、設(shè)置時(shí)間、復(fù)位、查詢地址、運(yùn)行輸入控制的顯示鍵盤3 ;
[0030]用于接收來自所述MSP430單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行報(bào)警的聲光報(bào)警器6 ;
[0031]用于顯示處理器將A/D轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)化為氣體體積分?jǐn)?shù)的LED顯示器7。
[0032]傳感器I的氣敏材料在通電狀態(tài)下，可燃?xì)怏w氧化燃燒活在催化劑作用下氧化燃燒，產(chǎn)生的熱量使電熱絲升溫，從而使其電阻值發(fā)生變化，測量電阻變化從而測量氣體體積分?jǐn)?shù)；系統(tǒng)采用的是傳感器I和數(shù)字電位器2組成電橋電路，電橋差分輸出的微弱電壓信號(hào)(mV)級(jí)，經(jīng)儀表放大器5放大處理后輸出微處理器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，處理器將A/D轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)化為氣體體積分?jǐn)?shù)，通過LED顯示器7顯示并將轉(zhuǎn)化值與用戶預(yù)先設(shè)定的警報(bào)值進(jìn)行比較，從而判斷是否需要報(bào)警。
[0033]更進(jìn)一步的，所述的自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的傳感器I，是催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器1，輸出線性度很好，不需要做額外的傳感器I非線性度補(bǔ)償處理；同時(shí)在環(huán)境溫度下非常穩(wěn)定，能對爆炸下限的絕大多數(shù)可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測。
[0034]更進(jìn)一步的，所述的輸出調(diào)節(jié)功能的數(shù)字電位器2，采用傳感器原理生產(chǎn)，具有良好的線性、精度和溫度穩(wěn)定性；采用軟件實(shí)現(xiàn)功能，可以根據(jù)使用要求變化進(jìn)行定制；工作方式為非接觸，避免傳統(tǒng)電位器的磨損，壽命長，可靠性高；由于取消了傳統(tǒng)電位器中的電刷基片，有效行程達(dá)到360°，實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)測量；輸出信號(hào)類型多(0-5V/0-10V/4-20mA/串行數(shù)字信號(hào)輸出)，方便信號(hào)采集處理；可以通過軟件實(shí)現(xiàn)有效行程和輸出信號(hào)的變化，滿足各種特殊要求；應(yīng)用范圍廣，使用靈活。
[0035]更進(jìn)一步的，所述的信號(hào)的儀表放大器5，具有很高的共模抑制比，典型值為70?10dB以上；具有極高的輸入阻抗，同相和反相輸入端的阻抗都很好而且相互十分平衡，其典型值為10~9?10~12Ω ;由于儀表放大器5能夠處理非常低的輸入電壓，因此儀表放大器5不能把自身的噪聲加到信號(hào)上，在IkHz條件下，折合到輸入端的輸入噪聲要求小于10nV/Hzo
[0036]更進(jìn)一步的，所述的輸入控制的顯示鍵盤3，顯示鍵盤3電路由4位撥碼開關(guān)和3個(gè)彈跳式按鈕組成，顯示鍵盤3電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的歸零、標(biāo)定，報(bào)警點(diǎn)設(shè)置，報(bào)警和故障信息查閱，設(shè)置本機(jī)通訊地址等。
[0037]檢測部分是儀器的傳感器采用檢測元件與固定電阻和調(diào)零電位器構(gòu)成檢測橋路；
[0038]橋路以鉑絲為載體催化元件，通電后鉑絲溫度上升至工作溫度，空氣以自然擴(kuò)散方式或其它方式到達(dá)元件表面；
[0039]當(dāng)空氣中無可燃性氣體時(shí)，橋路輸出為零，當(dāng)空氣中含有可燃性氣體并擴(kuò)散到檢測元件上時(shí)，由于催化作用產(chǎn)生無焰燃燒，使檢測元件溫度升高，鉑絲電阻增大，使橋路失去平衡，從而有一電壓信號(hào)輸出，這個(gè)電壓的大小與可燃性氣體濃度成正比，信號(hào)經(jīng)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過LED顯示器7顯示出可燃性氣體的濃度；
[0040]探測部分是當(dāng)被測可燃性氣體濃度超過限定值時(shí)，經(jīng)過放大的橋路輸出電壓與電路探測設(shè)定電壓；
[0041]通過電壓比較器，方波發(fā)生器輸出一組方波信號(hào)，控制聲，光探測電路，蜂鳴器發(fā)生連續(xù)聲音，發(fā)光二極管閃亮，發(fā)出探測信號(hào)。
[0042]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0043]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，其特征在于:包括: 用于感受到被測量的信息，并能將感受到的信息變換成為電信號(hào)形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的傳感器； 用于所述傳感器檢測轉(zhuǎn)軸的角度變化，并將這個(gè)角度變化用多種信號(hào)類型反饋輸出，利用輸出反饋信號(hào)與角度變化成線性比例的特性，通過驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)功能的數(shù)字電位器； 用于電橋差分輸入的微弱電壓信號(hào)，使電路只對差模信號(hào)放大，放大那些在共模電壓下信號(hào)的儀表放大器； 用于對輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行處理的MSP430單片機(jī)； 用于自檢、消音、設(shè)置時(shí)間、復(fù)位、查詢地址、運(yùn)行輸入控制的顯示鍵盤； 用于接收來自所述MSP430單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行報(bào)警的聲光報(bào)警器； 用于顯示處理器將A/D轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)化為氣體體積分?jǐn)?shù)的LED顯示器； 所述傳感器與儀表放大器連接，所述儀表放大器與所述MSP430單片機(jī)連接，所述數(shù)字電位器與所述MSP430單片機(jī)連接，所述顯示鍵盤與所述MSP430單片機(jī)連接，所述MSP430單片機(jī)與所述聲光報(bào)警器連接，所述MSP430單片機(jī)與所述LED顯示器連接，所述MSP430單片機(jī)通過通訊接口與電腦連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，其特征在于:所述的自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的傳感器，是催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，其特征在于:所述的信號(hào)的儀表放大器的共模抑制比為70?100dB，同相和反相輸入端的阻抗值為10~9?10~12Ω。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，其特征在于:所述儀表放大器在IkHz條件下，折合到輸入端的輸入噪聲要求小于lOnV/Hz。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MSP430的可燃?xì)怏w報(bào)警器，其特征在于:所述的輸入控制的顯示鍵盤的電路由4位撥碼開關(guān)和3個(gè)彈跳式按鈕組成，所述顯示鍵盤電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間調(diào)節(jié)、系統(tǒng)的歸零、標(biāo)定、報(bào)警點(diǎn)設(shè)置、報(bào)警和故障信息查閱和設(shè)置本機(jī)通訊地址。
【文檔編號(hào)】G08B21-16GK204288449SQ201420692361
【發(fā)明者】李強(qiáng) [申請人]天津市商久盛源科技股份有限公司