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STM32 设计开发甲烷报警电路应用

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楼主: wangjiahao88
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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:06 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:12 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:14 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:18 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:19 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:19 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:19 | 只看该作者
      wTS88D语音模块是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机。通过配
套的WT588D VoiceChip上位机操作软件可方便配置WT588D语音模块控制模式,把
需要播报的语音信息下载到SPI-Flash上即可。WT588D提供丰富的连接方式,便于
与微控制器通信,主要有并口工作模式、一线串口工作模式及三线串口工作模式。单
片机内嵌DSP高速音频处理器,能够快速处理音频数据,语音播报流程,内置13Bit/DA
转换器,12Bit/PWM发生器,可以通过DAC或PWM两种输出方式,同时支持播报
WAV音频文件,可以通过上位机软件直接将需要播报的WAV文件通过USB下载到
SPI-Flash,单片机读取并播报存储在其中的语音信息。WT588D具有较强的抗干扰能
力,广泛的应用于消费电子产品及工业领域;芯片提供DIP18, SSOP20和LQFP32
等封装形式。SSOP20封装的管脚分布图如图3.16所示。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:20 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:22 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:22 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:22 | 只看该作者
    由于报警器在实际使用中,往往在无人监控的状态下对环境中甲烷浓度进行检测,
系统发生故障时不易被用户及时发现,这个给报警器的使用和维护带来了很大的不
便。假若报警器发生了故障而用户没有发现,长期没有采取相应措施排除故障,而此
时一旦发生甲烷泄漏导致环境甲烷浓度超过警戒值,而由于系统出现的故障没能及时
检测甲烷泄漏,导致没能及时提醒用户,这将很有可能导致非常严重的火灾事故,甚
至是爆炸事故,造成巨大的生命财产损失。因此,设计报警器系统时,就必须考虑到
系统出现故障的可能,通过合理的软硬件设计,使报警系统具有故障诊断功能。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:22 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:23 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:23 | 只看该作者
    报警器在实际应用中,不免会受到外界因素的干扰,造成系统采集到的信号中可
能含有错误的信息,并且传感器本身的型号存在一定的漂移。这些由于外界干扰和传
感器信号漂移而产生的错误信号值都将对报警器的准确性和可靠性造成严重的的影
响,容易发生漏报或者误报的现象。为了解决上述问题,本设计在数据处理方法上采
用均值滤波方法,即首先对数据连续进行多次采集,然后将数据按从大到小的顺序进
行排列,最后根据实际应用的需求,舍弃其中若干个较小的值和若干个较大的值,将
舍弃后剩下的数据进行平均,以此平均值作为最终的正确数据【18]。本设计中一次数据
采样连续读取60个数据,对其按大小值进行排序,舍弃其中IS个较大的数据,相应
的也舍弃其中IS个较小的数据,然后对剩下的中间的30个数据取平均值,用这个平
均值作为最后的采样值,进而通过预先设定的算法来求得环境中的甲烷浓度,据此进
行报警逻辑判断。通过这种平均值滤波可以滤除由于干扰及漂移导致的误差较大的数
据,使报警器的准确性和可靠性获得提高,避免因干扰和漂移而可能产生的误报、漏
报现象。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:23 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:24 | 只看该作者
    报警闽值是报警器报警逻辑的重要参数,对于报警闽值的合适选取对提高报警器
的灵敏度有重要意义,根据使用要求,报警器的报警闽值需要在室温下,分别在一级
报警闽值浓度和二级报警闽值浓度下测试得到的。甲烷的爆炸极限下限为SOOOOppm
所以系统的预报警闽值选取10%LEL,即SOOOppm;正式报警闽值选取20%LEL,即
10000ppm。在实验室室温条件下进行实际测试,将测出对应闽值浓度的传感器信号调
理电路输出电压值作为闽值参考电压,根据数模转换器的性能参数,结合闽值参考电
压得到对应的A/D转换输出数字参考闽值,并将其存储在微控制器中,用于报警闽值
比较。系统正常运行时,绿色LED灯保持常亮状态,表征系统状态正常。当报警系
统检测到环境中甲烷的浓度超过预先设定的报警闽值时,系统并不是立即报警,而是
对甲烷浓度进行重新采集,进一步判断其是否超过报警闽值,这样做可以提高报警器
的可靠性,当确认其超过报警闽值后[fall,微控制器将驱动绿色LED等,让其保持在
熄灭状态,同时驱动声光报警模块产生预报警或正式报警,此时扬声器发出对应的语
音报警提示音,红色高亮LED闪烁;反之,系统仍显示工作状态正常。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:24 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:26 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:26 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-11-6 16:27 | 只看该作者

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