G,科技發(fā)明制作類作品說明（附件）打印或粘貼處目錄TOC\o"1-5"\h\z―、礦井防滅火技術(shù)現(xiàn)狀2二、注氮、注漿防滅火技術(shù)現(xiàn)狀5三、束管監(jiān)測系統(tǒng)概況及與本項目的對比分析7四、聯(lián)動注氮（注漿）防火技術(shù)9⑴聯(lián)動注氮（注漿）的意義9⑵聯(lián)動注氮（注漿）的技術(shù)原理9⑶聯(lián)動注氮系統(tǒng)設(shè)計10采空區(qū)聯(lián)動注氮（注漿）原理整體設(shè)計圖10器材簡介及使用情況10多源信號的數(shù)字顯示及反饋14⑷聯(lián)動注氮信號閥值設(shè)置與處理14⑸聯(lián)動注氮（注漿）裝置可視化15⑹聯(lián)動控制實驗平臺16⑺實驗效果16整體效果：16核心控件電化實現(xiàn)16五、試驗項目成本估算19六、詳細(xì)解釋及備注20七、參考文獻(xiàn)22八、附錄：程序代碼23井下防滅火聯(lián)動注氮（注漿）控制技術(shù)―、礦井防滅火技術(shù)現(xiàn)狀為了防治煤炭自燃，國內(nèi)外廣泛采用注惰性氣體、預(yù)防性灌漿、注水、噴灑阻化劑等技術(shù)。近年來，又廣泛地采用了凝膠、膠體泥漿、三相泡沫等防滅火技術(shù)。該類技術(shù)對保證礦井安全生產(chǎn)起了重要作用，推動了礦井防滅火技術(shù)的進(jìn)步。1.1煤自然的識別和預(yù)測方法：1）磁探測法：依據(jù)煤炭在氧化自燃過程中，烘烤后的上覆巖石的磁性隨自燃溫度升高而增強(qiáng)，通過檢測煤巖磁性的變化來判斷煤炭的自燃程度進(jìn)行早期預(yù)報。2）電阻率探測法：其依據(jù)是煤炭自燃發(fā)火后，煤層的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和含水性會發(fā)生較大變化，通過分析其變化進(jìn)而進(jìn)行自燃的早期預(yù)報。3）氡氣探測法：根據(jù)煤層自燃后，隨煤溫升高，氡氣濃度上升,依此判斷火區(qū)位置，確定自燃程度進(jìn)行自燃的早期的預(yù)報。4）測定空氣和圍巖的溫度的方法：根據(jù)煤炭在氧化自燃過程中產(chǎn)生一定的熱量，使圍巖和空氣溫度升高的性質(zhì)，通過檢測煤巖和環(huán)境溫度來判斷煤炭的自燃程度進(jìn)行早期預(yù)報。5）測定井下空氣成份的變化的方法：依據(jù)煤炭在氧化自燃過程中，除放出一定熱量外，同時熱解釋放出CO,c2h4等碳?xì)漕悮怏w的特點，通過檢測分析采掘空間是否有煤炭自燃而產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物，進(jìn)行煤炭自燃的早期預(yù)報。1.2煤自燃防滅火方法：一般情況下，易自燃的實體煤不會發(fā)生自燃，這是由于實體煤比表面積較小，煤與氧接觸面積小，其氧化放熱量也小，煤氧化放出的熱量能很快發(fā)散到周圍巖層，因而煤溫不會升高而引起自燃；在采空區(qū)深部，盡管松散煤體量也較大，但由于煤的耗氧使采空區(qū)深部氧濃度很低，通常也不會發(fā)生自燃。所以煤氧接觸和煤溫達(dá)到一定高度是煤發(fā)火的兩個要素。因而對于易自燃煤層，要防止其自燃應(yīng)從減少煤氧接觸入手，減少煤氧接觸面積和阻止氧氣向松散煤體附近擴(kuò)散和滲漏。當(dāng)發(fā)生自燃或煤溫較高時，還要降低煤溫?？赏ㄟ^盡量減少向煤體破碎帶漏風(fēng)，減少煤氧接觸幾率，防止煤體熱量聚集。1.2.1預(yù)防性灌漿防滅火技術(shù)：預(yù)防性灌漿就是將水和不燃性固體材料（黏土、粉煤灰等）按一定比例制成泥漿，利用礦井的高度差或者泥漿泵通過鉆孔或管路送至可能發(fā)生自燃的地點，起到防火的作用。1.2.2惰性氣體防滅火技術(shù)：自從20世紀(jì)50年代以來，惰性氣體防滅火的方法開始得到使用。1974年起，德國的注氮氣防滅火技術(shù)發(fā)展顯著。我國也從20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用氮氣防滅火技術(shù)。可以被用作礦井防滅火的惰性氣體主要有3種：二氧化碳、燃燒產(chǎn)生的惰性氣體和氮氣。惰性氣體防滅火技術(shù)主要是指將惰性氣體送入擬處理區(qū)，稀釋此空間內(nèi)的氧氣，使防治區(qū)域缺氧惰化，抑制煤自燃。1.2.3阻化劑防滅火技術(shù)：阻化劑防火是采用一種或幾種物質(zhì)的溶液灌注到采空區(qū)、煤柱裂隙等易于發(fā)生煤炭自燃的地點，降低煤的氧化能力，阻止煤的氧化進(jìn)程。阻化劑主要有無機(jī)鹽吸水液、氫氧化鈣阻化液、硅凝膠等直接在工作面噴灑阻化劑，會使工作面過于潮濕，工作面環(huán)境更加惡劣，生產(chǎn)設(shè)備也容易遭到腐蝕。1.2.4均壓防滅火技術(shù)：均壓防滅火技術(shù)就是采用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、連通管、調(diào)壓氣室等調(diào)壓手段，改變通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力分布，降低漏風(fēng)通道兩端的風(fēng)壓，減少漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制和熄滅火區(qū)的目的。1.2.5凝膠防滅火技術(shù)：凝膠防滅火技術(shù)就是通過壓注系統(tǒng)將基料和促凝劑按一定比例與水混合后，注入到煤體中凝結(jié)固化，起到堵漏和防火的目的。礦井防滅火所用的膠體主要指水的凝膠，假凝膠或假凝膠與泥漿等形成的混合膠體，以及類似凝膠的黏稠流體。1.2.6三相泡沫防滅火技術(shù)：三相泡沫防滅火技術(shù)是由中國礦業(yè)大學(xué)通風(fēng)防滅火課題組提出的。防治煤炭自燃的三相泡沫是將不溶性的固態(tài)不燃物（粉煤灰、黃泥等）惰性氣體和水并添加少量的添加劑（發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑）通過三相泡沫發(fā)泡器充分?jǐn)嚢杌旌希纬晒腆w顆粒均勻附著在氣泡壁上的大量富集的含有氣一液一固三相的體系。三相泡沫集固、液、氣三相材料的防滅火性能于一體，利用粉煤灰或黃泥的覆蓋性、氮氣的窒息性和水的吸熱降溫性進(jìn)行防滅火，大大提高了防滅火效率。二、注氮、注漿防滅火技術(shù)現(xiàn)狀2.1注氮防滅火技術(shù)現(xiàn)狀氮氣防滅火就是利用氮氣不燃燒、不助燃的性質(zhì)來隋化采空區(qū)或火區(qū)，防止自然發(fā)火或滅火。氮氣防滅火的原理:氮氣注入采空區(qū)或火區(qū)后，可置換出空氣，使氧氣含量下降，使采空區(qū)或火區(qū)的浮煤缺氧而處于窒息狀態(tài)。若注入液態(tài)氮，液氮汽化，吸收大量的熱量，不但可降低氧氣含量，而且降低了氣體、浮煤和圍巖溫度。應(yīng)用氮氣防滅火技術(shù)防治礦井自燃火災(zāi)，是世界主要產(chǎn)煤國家公認(rèn)的行之有效的技術(shù)措施。氮氣是一種無色、無味、無嗅、無毒的氣體，其化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，在常溫、常壓條件下氮氣很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以它是一種良好的惰性氣體，隨著空氣中氮氣含量的增加，氧氣含量必然降低。據(jù)有關(guān)資料介紹：當(dāng)氧氣含量低到5?10%時，可抑制煤炭的氧化自燃；氧氣含量降至3%以下時，可以完全抑制煤炭等可燃物的陰燃與復(fù)燃。基于上述氮氣的性質(zhì)及煤的氧化機(jī)理，向采空區(qū)及遺煤帶注入氮氣，使其滲入到采空區(qū)冒落區(qū)、裂隙帶及遺煤帶，降低這些區(qū)域的氧含量，形成氮氣惰化帶，可達(dá)到抑制采空區(qū)自燃，同時還能防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。氮氣防滅火的作用和特點：氮氣可以充滿任何形狀的空間并將氧氣排擠出去，使采空區(qū)深部及其頂板高冒處因氧氣含量不足而使遺煤不能氧化自燃；注氮過程中，采空區(qū)經(jīng)常保持正壓狀態(tài)，致使新鮮空氣難以漏入，有利于控制采空區(qū)遺煤自燃；(3)注入氮氣后，可使采空區(qū)內(nèi)和采空區(qū)周圍介質(zhì)的溫度降低，起到冷卻降溫作用；在瓦斯和火共存的爆炸危險區(qū)內(nèi)注入氮氣能抑制火區(qū)內(nèi)可燃?xì)怏w爆炸，提高滅火作業(yè)的安全性；工藝簡單，不污染環(huán)境；氮氣防滅火存在的主要問題是在礦井負(fù)壓作用下，如果采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，則注入的氮氣不易留存，易隨漏風(fēng)流向采面或鄰近采空區(qū)；加上氮氣本身雖然無毒，但具有窒息性，對人體有害，因此需與均壓和其他堵漏風(fēng)措施配合應(yīng)用，使氮氣泄露量控制在最低限度。2.2注漿防滅火技術(shù)現(xiàn)狀注(灌)漿防火就是將粘土、頁巖、電廠飛灰等固體材料與水按一定比例制成漿液，通過管路輸送到采空區(qū)或可能發(fā)生煤炭自燃的區(qū)域。灌入的漿液脫水后，固體材料沉淀下來，水流到鄰近的巷道中排除出。注（灌）漿的作用是：包裹浮煤，隔絕它與空氣的接觸；堵塞煤體裂縫，減少漏風(fēng)；對已經(jīng)自熱的煤炭起降溫作用。注漿防火在一定程度上是一種有效防止煤炭自燃的措施，也是我國防治煤炭自燃常用的方法。根據(jù)礦井的具體條件，目前可選擇一種或幾種注漿方法。1）鉆孔注漿2）埋管注漿3）密閉墻插管注漿4）灑漿目前在煤炭礦山應(yīng)用較為廣泛、效果突出的幾個方面：錨注支護(hù)、爆破注漿、立井綜合注漿。但是注漿技術(shù)相比本項目有很多落后的地方。本項目先進(jìn)性體現(xiàn)在實現(xiàn)信息的及時采集、分析與處理，通過井下煤自燃危險多元信號（溫度、氣體）的采集及邏輯處理，實現(xiàn)井下注氮的聯(lián)動響應(yīng)，此技術(shù)相比與目前的注漿技術(shù)具有較強(qiáng)的智能化、時效性，而且能夠為煤礦的安全投入成本大大降低。三、束管監(jiān)測系統(tǒng)概況及與本項目的對比分析束管監(jiān)測系統(tǒng)是利用抽氣泵和一束多芯的塑料管纜遠(yuǎn)距離的抽取監(jiān)測地點的氣樣，利用專用氣相色譜儀進(jìn)行全自動進(jìn)樣分析，實時測定各測點的氣體組分濃度，同時可以對監(jiān)測地點煤自燃過程中標(biāo)志氣體濃度超值時發(fā)出警報的成套裝置。主要由地面氣體分析中心和井下束管取樣系統(tǒng)組成。上世紀(jì)后期國外開始使用束管監(jiān)測的方法以預(yù)報煤層自然發(fā)火。八十年代我國引進(jìn)了這種方法和技術(shù)，當(dāng)時的束管監(jiān)測系統(tǒng)使用的氣體分析設(shè)備是由佛山分析儀器廠生產(chǎn)的紅外線氣體分析儀和磁導(dǎo)式氧氣分析儀，分析的指標(biāo)氣體是一氧化碳，二氧化碳，甲烷和氧氣。使用過程中發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性差，特別是分析微量氣體的紅外線一氧化碳分析儀不但不穩(wěn)定，而且受到甲烷和二氧化碳?xì)怏w的影響（氣體交叉干擾）使分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。分析氧氣的磁導(dǎo)式氧氣分析儀對氣體流量的穩(wěn)定性要求高，而束管系統(tǒng)管路的長短不一樣，管路的阻力不同使氣體的流量不同，導(dǎo)致磁導(dǎo)式氧氣分析儀分析的數(shù)據(jù)誤差較大。這些原因的存在使當(dāng)時的束管監(jiān)測系統(tǒng)的使用效果不好。這種分析模式也可稱為第一代束管監(jiān)測系統(tǒng)。后來國家專門安排資金研究束管監(jiān)測系統(tǒng)的氣體分析設(shè)備，結(jié)果生產(chǎn)出了以氣相色譜儀為分析設(shè)備的束管監(jiān)測系統(tǒng)。這也可稱為第二代束管監(jiān)測系統(tǒng)。由以上兩種設(shè)備結(jié)合而成的束管監(jiān)測系統(tǒng)具有分析指標(biāo)氣體全，分析速度快，可長期連續(xù)運行的優(yōu)點，是一種目前最完善的束管系統(tǒng)，也可稱之為第三代束管監(jiān)測系統(tǒng)。基于束管監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢，本項目廣泛吸取束管的優(yōu)點，在此基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計其所沒有的功能：氣體、溫度信息的集成采集分析與處理，參數(shù)閥值的極大靈活性，聯(lián)合控制的智能化系統(tǒng)，可視化操作的良好界面。所有這些都是束管所不能實現(xiàn)的，且束管檢測系統(tǒng)成本高，市場推廣前景受限。四、聯(lián)動注氮（注漿）防火技術(shù)⑴聯(lián)動注氮（注漿）的意義作為煤礦安全的主要環(huán)節(jié)，礦井火災(zāi)是直接威脅礦井安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，本項目主要研究防滅火聯(lián)動控制技術(shù)的應(yīng)用，通過對井下煤自燃危險多元信號（溫度、氣體等）的在線識別、邏輯判斷、反饋與響應(yīng)，實現(xiàn)對自燃特征的檢測與聯(lián)動處理，這對于實時跟蹤井下自燃狀況，增強(qiáng)防滅火的針對性和時間選擇具有巨大的意義，此外通過控制系統(tǒng)和防滅火管線系統(tǒng)聯(lián)合使用，實現(xiàn)井下防火技術(shù)的智能化，對提高礦井抗災(zāi)及減災(zāi)能力具有重要的現(xiàn)實意義。⑵聯(lián)動注氮（注漿）的技術(shù)原理通過井下煤自燃危險多元信號（溫度、氣體）的采集及邏輯處理，實現(xiàn)井下注氮的聯(lián)動響應(yīng)。具體來說就是通過對環(huán)境信息的實時監(jiān)控，根據(jù)采空區(qū)氧氣、一氧化碳濃度以及環(huán)境溫度的實時變化，實現(xiàn)注氮的自動控制。核心的電路部分總體設(shè)計是：溫度模塊主要負(fù)責(zé)環(huán)境溫度的實時監(jiān)控，我們將根據(jù)以往經(jīng)驗以及實驗數(shù)據(jù)設(shè)定一定的溫度參數(shù)；甲烷、一氧化碳、氧氣模塊分別用三個獨立的傳感器對采空區(qū)氣體進(jìn)行實時監(jiān)控分析與控制；我們采用intel的51單片機(jī)作為中央處理器，處理器根據(jù)各個傳感器模塊的實時信息自動控制報警，注氮機(jī)構(gòu)的自動調(diào)節(jié)。⑶聯(lián)動注氮系統(tǒng)設(shè)計采空區(qū)聯(lián)動注氮（注漿）原理整體設(shè)計圖圖9采空區(qū)聯(lián)動注氮原理整體設(shè)計圖器材簡介及使用情況Co傳感器（GS氣體傳感器），溫度傳感器（DS18B20），AT89C51單片機(jī)、電磁閥門，nokia5110液晶等。（DDS18B20的主要特性1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0?5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供。2）獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器，連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。3）DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。5）溫范圍一55°C?+125°C，在-10?+85°C時精度為±0.5°C。6）可編程的分辨率為9?12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5C、0.25C、0.125C和0.0625C，可實現(xiàn)高精度測溫。7）在9位分辨率時最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力。9）負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。（2）GS系列傳感器：GS系列氣體敏感元件采用半導(dǎo)體敏感材料，其靈敏度、選擇性、穩(wěn)定性、抗干擾性、響應(yīng)時間及壽命等主要性能，均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。用該系列元件組裝成易燃易爆和有毒氣體泄露報警檢測裝置，可廣泛應(yīng)用，尤其適用于礦山。GS系列主要特點有：1）靈敏度高、功耗低、輸出信號強(qiáng)。

2）選擇性好、對被檢測的氣體非常敏感，而對干擾氣體則靈敏度很低。3）穩(wěn)定性、可靠性強(qiáng)。4）具有抗高溫、抗高濕性能。5）元件不含任何貴金屬催化劑，具有抗中毒及抗飽和性能。由于氣體傳感器使用半導(dǎo)體材料來制作的，不可避免的是有溫度漂移問題，如何處理好氣體傳感器溫度補(bǔ)償問題是報警設(shè)計的關(guān)鍵。低溫環(huán)境里，氣體傳感器的表面溫度降低導(dǎo)致氣體傳感器的性能變差，解決的辦法是在低溫環(huán)境里提高氣體傳感器的加熱功率，使氣體傳感器的表面溫度維持相對穩(wěn)定，達(dá)到使傳感器穩(wěn)定工作的目的。傳感器輸出特性曲線圖：傳感器溫度補(bǔ)償所需的加熱電壓曲線：傳感器加熱原理圖:樣日商卑片機(jī)響樣日商卑片機(jī)響格出AT89C51：AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。主要特性：高度非易失性，數(shù)據(jù)可以保留10年；全靜態(tài)工作：0Hz—24Hz；三級程序存儲器鎖定；128X8位內(nèi)部RAM；32可編程I/O線；兩個16位定時器/計數(shù)器；5個中斷源；高度的抗干擾性、功耗低。多源信號的數(shù)字顯示及反饋參數(shù)項選擇溫度傳感器插孔氣體輸入插孔圖10控制原理圖（解釋同上）⑷聯(lián)動注氮信號閥值設(shè)置與處理設(shè)定CO的初始值P0（安全范圍的最大值），通過CO傳感器實時監(jiān)測，返回CO濃度的實時參數(shù)P1與設(shè)定參數(shù)P0進(jìn)行比較：①當(dāng)實時參數(shù)P1NP0時，產(chǎn)生報警，并開始啟動電磁閥控制系統(tǒng)，開始注入氮氣，并啟動通風(fēng)設(shè)備加大巷道通風(fēng)，以此來降低瓦斯氣體的濃度；②當(dāng)實時參數(shù)P1WP0時，停止報警，并關(guān)閉電磁閥，停止氮氣的注入，降低通風(fēng)設(shè)備的風(fēng)速。上述過程完全由設(shè)備自動完成，不需要人工干預(yù)。相關(guān)參數(shù)可顯示在提供的液晶顯示屏幕上，實現(xiàn)可視化操作。溫度、氧氣的檢測與實現(xiàn)原理與此相同，由程序?qū)崿F(xiàn)。在單片機(jī)中程序中儲存著一套參數(shù)，但每個礦上的實際情況

不同，參數(shù)也不近相同，因此在控制面板上設(shè)置了調(diào)節(jié)旋鈕和按鍵，用一個按鍵，選擇要調(diào)節(jié)的變量，用另一個旋鈕調(diào)節(jié)閥值大小。設(shè)定值可以儲存在單片機(jī)掉電后數(shù)據(jù)不丟失?？刂齐姶砰y通斷的主要有4個參數(shù)，溫度，氧氣濃度，一氧化碳濃度和乙烯濃度，單片機(jī)通過傳感器檢測各種氣體的濃度和溫度，拿這些數(shù)值和設(shè)定值比較，如果這些值是安全值，在邏輯上為真，否則為假，當(dāng)邏輯判斷條件全部為真時，電磁閥沒動作，否則電磁閥打開。I乙烯濃度正堂

I一氧化碳濃度艮|氧氣濃度正常&［溫度低于設(shè)定值廣電磁閥不動作I乙烯濃度正堂

I一氧化碳濃度艮|氧氣濃度正常&［溫度低于設(shè)定值廣電磁閥不動作此步驟由于包括下文提到的問題尚未解決，資金成為現(xiàn)在最首要的問題，注氮機(jī)和傳感器的價格難題是現(xiàn)在項目無法切實逼真進(jìn)行，我們只能用理論作支撐，做一些小的模型近似去模擬，另外用專業(yè)軟件去做一些現(xiàn)場的效果圖。注氮機(jī)有良好的人機(jī)交換界面，上面用液晶屏幕顯示氣體的濃度、檢測點溫度和當(dāng)前時間，通過按鈕改變各物理參數(shù)的閥值。用發(fā)光二極管顯示注氮機(jī)的工作狀態(tài)，用蜂鳴器顯示注氮機(jī)是否正常工作。⑹聯(lián)動控制實驗平臺由于我們項目處于初級試驗階段，況且現(xiàn)階段傳感器的價格好一點的話要8000元左右，而且正規(guī)的礦井注氮設(shè)備也要100萬元以上，因此不可能把此項目在短時間內(nèi)應(yīng)用到實體，我們用半封閉煤爐燃燒的氣體中含有的CO代替真實場景中的一氧化碳，用實驗室制取的甲烷、乙烯、乙炔代替采空區(qū)的殘留氣體，注氮設(shè)備用高壓氮氣瓶及釋放管路代替，程序要用到的單片機(jī)我們采用實物，接近真實效果，電磁閥可以用數(shù)字信號模擬，傳感器現(xiàn)在還不能滿足具體要求。⑺實驗效果整體效果：如上圖10核心控件電化實現(xiàn)封閉防爆數(shù)顯裝置（模擬）：

圖12所用單片機(jī)圖13數(shù)顯原理模擬圖示:（動畫實現(xiàn)模塊程序\綜合顯示系統(tǒng).swf顯示）溫度傳感器：（超鏈接）內(nèi)部核心控件邏輯聯(lián)系：如圖7展現(xiàn)電路圖部分我們采用飛思卡爾（初定，可改）單片機(jī)，在此單片機(jī)中加入瓦斯氣體傳感器、溫度傳感器、LED指示燈、蜂鳴報警器、顯示液晶等相應(yīng)擴(kuò)展部分。電路引腳圖：圖14

初步PCB設(shè)計圖:聯(lián)動控制信息采集、處理、分析、顯示控制程序?qū)崿F(xiàn):程序代碼：（超連接）一氧化碳傳感器模塊:（超鏈接）氣體傳感器技術(shù)指標(biāo)（超鏈接）五、試驗項目成本估算原件單價數(shù)量合計單片機(jī)2653795氧氣傳感器290025800一氧化碳傳感器255025100

甲烷傳感器180023600顯示屏406240電池802160溫度傳感器195047800放大器1105550外圍電阻電容若干600電磁閥220012200注氮系統(tǒng)初用565015650束管分析儀452014520綜合系統(tǒng)顯示儀640016400專利申請4000項目調(diào)研600雜項2700合計50715六、詳細(xì)解釋及備注單片機(jī)的選擇：單片機(jī)是控制系統(tǒng)的核心，現(xiàn)在在市場上有各種各樣的單片機(jī)，例如STC系列，AVR系列，飛思卡爾系列，STM32等。飛思卡爾單片機(jī)XS128，內(nèi)部含有16路AD轉(zhuǎn)換，100個IO輸入輸出。采用5V供電。溫度傳感器備選：鎧裝熱電阻：一種溫度傳感器，利用物質(zhì)在溫度變化時，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來測量溫度的。當(dāng)阻值變化時，工作儀表便顯示出阻值所對應(yīng)的溫度值。它比裝配式鉑電阻直徑小，易彎曲，適宜安裝在管道狹窄和要求快速反應(yīng)、微型化等特殊場合。其可對-200?600笆溫度范圍內(nèi)的氣體、液體介質(zhì)和固體表面進(jìn)行自動檢測，并且可直接用銅導(dǎo)線和二次儀表相連接使用，由于它具有良好的電輸出特性，可為顯示儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器、掃描器、數(shù)據(jù)記錄儀以及電腦提供精確的輸入值。傳感器的技術(shù)指標(biāo)、可靠度解釋實現(xiàn)模塊程序'氣體傳感器的技術(shù)指標(biāo).doc^明，精度的理論支撐：（超鏈接）系統(tǒng)內(nèi)部邏輯解釋：（超鏈接）采空區(qū)結(jié)構(gòu)三視圖展示S-K￡-；?:割爆(剖面圖)11—n(陰S-K￡-；?:割爆(剖面圖)11—n(陰面圖)七、參考文獻(xiàn)張國樞，戴廣龍.煤炭自燃理論與防治實踐[M].北京.煤炭工業(yè)出版社.2002.宋錄生.礦井惰性氣體防滅火技術(shù)[M].北京.化工工業(yè)出版社.2008.徐精彩，張辛亥等.煤層自燃膠體防滅火理論與技術(shù)[M].北京.煤炭工業(yè)出版社.2003.楊志功，穆守麗.綜采放頂煤工作面采空區(qū)注氮防滅火工藝的實踐[J].煤礦安全,2008(5):30-34.王永湘.利用指標(biāo)氣體預(yù)測預(yù)報煤礦自燃火災(zāi)[J].煤礦安全,2006(6):15-16.秦書玉.煤礦井下內(nèi)因火災(zāi)防治技術(shù)[M].沈陽：東大學(xué)出版社，1993.劉睿.杜兒坪礦73803工作面注氮防滅火應(yīng)用研究[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),21（12）:185-187王月紅.移動坐標(biāo)下采空區(qū)自然發(fā)火的有限體積法模擬研究[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)（北京）,2009.劉偉.基于非達(dá)西滲流的采空區(qū)自然發(fā)火數(shù)值模擬研究[D].北京.中國礦業(yè)大學(xué)（北京），2011.秦躍平，宋宜猛等.粒度對采空區(qū)遺煤氧化速率影響的實驗研究[J].煤炭學(xué)報,2010,35（增刊）：132-135.仲曉星，王德明等.基于程序升溫的煤自燃臨界溫度測試方法[J].煤炭學(xué)報,35（增刊）：128-131.八、附錄：程序代碼說明：此程序為初始實驗的再調(diào)程序，這里只對溫度和一氧化碳可移植模塊作打印展示，綜合系統(tǒng)的全部嵌入模塊及封裝部分在硬件處理及執(zhí)行過程中作具體證明。DS18B20混合氣體溫度報警程序#include<reg52.h>#include<nokia5110.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitLCD_CE=P3A3;〃片選sbitLCD_RST=P3A4;〃復(fù)位,0復(fù)位sbitLCD_DC=P3A2;//1寫數(shù)據(jù)，0寫命令sbitSDIN=P3A1;//數(shù)據(jù)sbitSCLK=P3A0;//時鐘sbitBL=P3A5;sbitds=P2A2;sbitadwr=P3A6;sbitadrd=P3A7;sbitled0=P1A0;sbitled1=P1A1;sbitled2=P1A2;sbitled3=P1A3;sbitbeep=P2A3;uinttemp;floatf_temp;〃函數(shù)聲明voiddelay(uintxms);voidLCD_init(void);voidLCD_clear(void);voidLCD_write_english_string(ucharX,ucharYchar*s);voidLCD_write_char(ucharc);voidLCD_write_char1(ucharX,ucharYucharc);〃寫一個字符voidLCD_write_byte(uchardat,uchardc);voidLCD_set_XY(ucharX,ucharY);voiddeal(uchart);voidwarn(ucharled,uintbeef1);voiddeal(uchart);ucharfun();voiddelay(uintxms){uinti,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}voiddsreset(void){uinti;ds=0;i=103;while(i>0)i--;ds=1;i=4;while(i>0)i--;}bittempreadbit(void)〃讀一位數(shù)據(jù)函數(shù){uintx;bitdat;ds=0;x++;ds=1;x++;x++;dat=ds;x=8;while(x>0)x--;return(dat);}uchartempread(void){uchari,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i++){j=tempreadbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}return(dat);}voidtempwritebyte(uchardat)〃向溫感寫一個字節(jié)函數(shù){uinti;ucharj;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb)〃寫1{ds=0;i++;i++;ds=1;i=8;while(i>0)i--;}else〃寫0{ds=0;i=8;while(i>0)i--;ds=1;i++;i++;}}}voidtempchange(void)〃開始獲取溫度并轉(zhuǎn)換{dsreset();delay(1);tempwritebyte(0xcc);tempwritebyte(0x44);}uintget_temp()〃讀寄存器里儲存的溫度數(shù)據(jù){uchara,b;dsreset();delay(1);tempwritebyte(0xcc);tempwritebyte(0xbe);a=tempread();b=tempread();temp=b;temp<<=8;temp=temp|a;f_temp=temp*0.0625;temp=f_temp*10+0.5;f_temp=f_temp+0.05;returntemp;}voidwarm(ucharled,uintbeefl)〃蜂鳴器報警，燈閃爍{beep=1;delay(5);P1=?(led);delay(5);beep=beef1;delay(5);P1=0xff;delay(5);}voiddeal(uchart){if((t>=25)&&(t<=27))warm(0x01,1);}elseif(t>=25){warm(0x03,0);}elseif((t<32)&&(t>=30)){warm(0x03,1);}elseif(t>=32){warm(0x0c,0);}}voidLCD_init(void)//初始化nokia5110{uchari=2;LCD_RST=0;//產(chǎn)生一個讓LCD復(fù)位的低電平脈沖

while(i>0)i--;LCD_RST=1;LCD_CEwhile(i>0)i--;LCD_RST=1;LCD_CE=0;//關(guān)閉LCDwhile(i>0)i--;LCD_CE=1;//使能LCDwhile(i>0)i--;LCD_write_byte(0x21,0);LCD_write_byte(0xc8,0);LCD_write_byte(0x06,0);LCD_write_byte(0x13,0);LCD_write_byte(0x20,0);LCD_clear();LCD_write_byte(0x0c,0);LCD_CE=0;}〃使用擴(kuò)展命令設(shè)置LCD模式//設(shè)置偏置電壓//溫度校正//1:48〃使用基本命令//清屏//設(shè)定顯示模式，正常顯示//關(guān)閉LCD{uinti;LCD_write_byte(0x0c,0);LCD_write_byte(0x80,0);for(i=0;i<504;i++)LCD_write_byte(0,1);voidLCD_write_char(ucharc)〃寫一個字符{ucharline;c-=32;for(line=0;line<6;line++)LCD_write_byte(asc_ii[c][line],1);//從ACSII碼表中讀取字節(jié)，然后寫入液晶}voidLCD_write_char1(ucharX,ucharY,ucharc)〃寫一個字符{ucharline;LCD_set_XY(X,Y);//光標(biāo)定位c-=32;for(line=0;line<6;line++)LCD_write_byte(asc_ii[c][line],1);//從ACSII碼表中讀取字節(jié)，然后寫入液晶}voidLCD_write_byte(uchardat,ucharcommand)//寫一個字節(jié){uchari;LCD_CE=0;if(command==0)//command:0為命令,1為數(shù)據(jù)LCD_DC=0;elseLCD_DC=1;for(i=0;i<8;i++){if(dat&0x80)SDIN=1;elseSDIN=0;SCLK=0;dat=dat<<1;SCLK=1;}LCD_CE=1;}voidLCD_set_XY(ucharX,ucharY)//光標(biāo)定位x行y列{LCD_write_byte(0x40|Y,0);//columnLCD_write_byte(0x80IX,0);//row}voidLCD_write_english_string(ucharX,ucharYchar*s)//寫英文字符串{LCD_set_XY(X,Y);〃光標(biāo)定位while(*s){LCD_write_char(*s);//寫所指字節(jié)s++;}}voidLCD_write_chinese(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*hz)//寫一個漢字{unsignedchark,i;for(k=0;k<sizeof(GB_12)/sizeof(GB_12[0]);k++)//查找漢字編碼表中的漢字{if(hz[0]==GB_12[k].Index[0]&&hz[1]==GB_12[k].Index[1])break;}LCD_set_XY(x,y);//光標(biāo)定位for(i=0;i<12;i++)//先寫上半字節(jié)LCD_write_byte(GB_12[k].Msk[i],1);LCD_set_XY(x,y+1);//光標(biāo)定位下一行for(i=12;i<24;i++)//后寫下半字節(jié)LCD_write_byte(GB_12[k].Msk[i],1);}voidLCD_write_chinese_sring(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*string)//寫漢字串{unsignedchari=0,j=0,k=0;while(string[i]){LCD_write_chinese(x,y,&string[i]);x=x+12;i=i+2;}}ucharfun(){uchari=2,adval;P0=0x7f;//while(1)//啟動AD//{adwr=1;while(i>0)i--;adwr=0;while(i>0)i--;adwr=1;delay(1);P1=0xff;//AD采集adrd=1;while(i>0)i--;adrd=0;while(i>0)i--;adval=P1;adrd=1;return(adval);//}}voidmain(){LCD_init();〃初始化液晶LCD_clear();LCD_write_chinese_sring(0,0,"溫度")；LCD_write_english_string(23,0,":");LCD_write_chinese_sring(0,2,"閥值")；LCD_write_english_string(23,2,":");while(1){tempchange();delay(90);LCD_write_char1(32,0,48+(get_temp()/100));LCD_write_char1(41,0,48+(get_temp()%100/10));LCD_write_english_string(48,0,".");LCD_write_char1(56,0,48+(get_temp()%100%10));LCD_write_char1(32,2,48+(fun()/100));LCD_write_char1(41,2,48+(fun()%100/10));LCD_write_char1(50,2,48+(fun()%100%10));deal(get_temp()/10);}while(1);MQ7一氧化碳傳感器模塊簡要說明：一、尺寸：32mmX22mmX27mm長X寬X高二、主要芯片：LM393、MQ-7氣體傳感器三、工作電壓：直流5伏四、特點：1、具有信號輸出指示。

2、雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）3、TTL輸出有效信號為低電平。（當(dāng)輸出低電平時信號燈亮，可直接接單片機(jī)）4、模擬量輸出0?5V電壓，濃度越高電壓越高。5、對一氧化碳具有很高的靈敏度和良好的選擇性。6、具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性五、應(yīng)用：用于家庭、環(huán)境的一氧化碳探測裝置。適宜于一氧化碳、煤氣等的探測?！緲?biāo)注