CN205749243U - 一种基于 stm32 的矿用多参数气体检测仪 - Google Patents

一种基于 stm32 的矿用多参数气体检测仪 Download PDF

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吴谦
张建清
王川川
王峰
吴乔
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Abstract

本实用新型公开了一种基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于包括：STM32芯片、CH4和CO2模块、O2测量模块、CO测量模块、LCD显示模块、按键模块、声光报警模块、RS485通信模块、镍氢电池组、自动切换电路、外接电源。仪器以基于ARMv7‑M架构的STM32F103C8T6为核心处理芯片，利用多种气体检测传感器检测气体浓度，当气体浓度超标时或镍氢电池组欠电压时，STM32芯片控制声光报警模块发出报警信号，并通过自动切换电路切换设备的供电电源至外接电源，保证仪器的正常工作。可通过按键模块键入指示命令，LCD显示模块负责显示检测结果，RS485通信模块可使设备与上位机通信，上传实时信息。

Description

一种基于STM32的矿用多参数气体检测仪
技术领域
本实用新型涉及仪表和传感器技术领域，具体为基于STM32的矿用多参数气体检测仪。
背景技术
在煤矿安全生产过程中，经常需要同时监测同一个地点的各个生产参数。然而，目前煤矿下所用的传感器一般是一种传感器连接一根电缆，且只能测量一个参数，如果同一地点要测多个参数就要铺设多根电缆，这导致现场的安装和维护都很不方便，且成本较高。现在矿上使用的气体检测仪测量浓度范围也较窄，精度和响应速度都较低。
针对上述情况，本实用新型公开了一种基于STM32的矿用多参数气体检测仪，可同时测量井下的甲烷、二氧化碳、氧气、一氧化碳多种气体的含量和环境温度，经试验验证该多参数气体检测仪具有自校准和温度补偿的功能以及精度高、检测范围广、稳定性好、响应速度快和抗干扰能力强等特点，可以很好地解决当前传感器在使用上出现的测量气体单一、测量范围小、维护成本高等问题。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：利用STM32作为核心处理芯片，实现矿用多参数气体检测仪的设计。
为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于包括：STM32芯片、CH4和CO2模块、O2测量模块、CO测量模块、LCD显示模块、按键模块、声光报警模块、RS485通信模块、镍氢电池组、自动切换电路、外接电源；其中所述STM32芯片为控制核心；三个气体检测模块将检测的数据传输给STM32芯片；LCD显示模块与STM32芯片连接，用于显示输出；按键模块输入控制命令操作STM32芯片；当气体浓度超限或电源电压欠压时，STM32芯片发出命令，声光报警模块报警；RS485通信模块用于设备与上位机通信；自动切换电路负责切换设备的供电电源，它们分别是镍氢电池组和外接电源。
所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：以基于ARMv7-M架构的STM32F103C8T6为核心处理芯片。
所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：CH4、CO2模块选用的是非色散红外防爆二合一传感器MSH-DP-HC/CO2。
所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：O2测量模块选用电化学传感器LFO2A4。
所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：CO测量模块采用的检测元件为电化学一氧化碳传感器CO-A4。
本实用新型以基于ARMv7-M架构的STM32F103C8T6为核心处理芯片，通过气体检测传感器检测气体浓度，声光报警模块发出报警信号，按键模块和LCD显示模块负责输入和显示，通过自动切换电路可以切换设备的内外供电电源，保证仪器的正常工作，RS485通信模块可使设备与上位机通信。
本实用新型的优点是：本实用新型具有自校准功能、精度高、检测范围广、稳定性好、响应速度快和抗干扰能力强等优良性能。
附图说明
图1为本实用新型的硬件结构框图。
具体实施方式
结构框图如图1所示，基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于包括：STM32芯片、CH4和CO2模块、O2测量模块、CO测量模块、LCD显示模块、按键模块、声光报警模块、RS485通信模块、镍氢电池组、自动切换电路、外接电源；其中所述CH4和CO2模块采用非色散红外防爆二合一传感器，其通信数字端口采用TTL电平通信，故可通过STM32的USART端口与传感器的数字输出端口直接通信；O2测量模块传感器需通过放大电路与STM32的ADC采集端口相连；CO测量模块采用电化学一氧化碳传感器，它要利用运放芯片OPA4336的放大才能准确反映CO的浓度；按键模块和LCD显示模块连接至STM32芯片的PB串口通信引脚，可以更直观的操作和查看数据；当STM32检测到气体浓度超标或电池欠电压时，会通过I/O口发出命令控制声光报警模块报警；RS485通信模块通过PA通信接口与STM32芯片相连；由于检测仪为矿用产品，为了避免断电影响检测仪的工作而构成安全隐患，为此设计了自动切换电路，切换内外电源。为了增强设备的安全性，设备在设计时采用了抗干扰设计和本安电路的设计，用以增强设备的抗干扰和故障自诊断能力，并且降低设备的功耗。

Claims (5)

1.基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于包括：STM32芯片、CH4和CO2模块、O2测量模块、CO测量模块、LCD显示模块、按键模块、声光报警模块、RS485通信模块、镍氢电池组、自动切换电路、外接电源，其中所述STM32芯片为系统控制核心；按键模块键入指示命令；LCD显示模块显示检测结果；多种气体检测传感器检测气体浓度；声光报警模块发出报警信号；RS485通信模块用于设备与上位机通信；自动切换电路用于切换设备的供电电源。
2.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：以基于ARMv7-M架构的STM32F103C8T6为核心处理芯片。
3.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：CH4、CO2模块选用的是非色散红外防爆二合一传感器MSH-DP-HC/CO2。
4.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：O2测量模块选用电化学传感器LFO2A4。
5.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用多参数气体检测仪，其特征在于：CO测量模块采用的检测元件为电化学一氧化碳传感器CO-A4。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108257367A (zh) * 2018-02-10 2018-07-06 山东科技大学 一种具有蓝牙传输功能的多路信号采集与处理系统
CN108279607A (zh) * 2018-02-10 2018-07-13 山东科技大学 一种具有高驱动能力的多路信号采集与处理系统
CN108519746A (zh) * 2018-02-10 2018-09-11 山东科技大学 一种具有高分辨率的多路信号采集与处理系统

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