世界上有很多正在开采和待开采的的煤矿，这些煤矿中一定会含有大量的瓦斯。瓦斯内部包含了很多种其他的危险气体，甲烷是其中含量最多的一种，它是在获得煤炭的过程中逐渐产生并存在的。如果甲烷的浓度达到一定值时，会使人缺氧，进而导致呼吸困难，甚至窒息。而且，当其和空气混合后，如果浓度达到3。5%～16%时，很容易发生爆炸，造成的后果也会不堪设想。理所当然，如果煤矿出现事故，那么后果是十分严重的，轻则造成大量的经济损失，重则会夺去很多矿工的性命。

在我们正常的生活中，煤炭总是十分常见的，但我们对煤炭开采往往会比较陌生，其实，矿难的发生频率在全世界都是很高的。仅是中国一个国家，平均每一年就会有近万人死于矿难。其实，引发矿难的原因还有很多，但是因为瓦斯造成的矿难占很大的一部分。

近数十年，我国煤矿开采领域不断发展，技术手段和矿场规模都在飞速提高和日益扩大，那么随之出现的安全隐患必然也会增多。由于瓦斯而造成的事故在煤矿事故中所占的比重越来越大，如果不采取更有效的措施来抑制煤矿瓦斯问题，就无法保证煤矿事业的安全发展。设计并建立完善的煤矿瓦斯检测系统已成为当今煤矿领域的重要任务，是世界煤矿事业稳定健康发展的重要保障。

1。2 国内外研究现状

1。3 本论文的主要工作

目前，国内的煤矿开采都具备易燃易爆气体的监测系统，但只有很少的可以实现实时数据上传，达到实时监测的目标，此次课题针对单片机的煤矿瓦斯监测系统，通过查阅大量的文献资料，对实时问题做了进一步的改进，主要内容包括：

（1）煤矿瓦斯传感器的选用及实验；

（2）单片机的选用；

（3）系统硬件电路的设计；

（4）系统软件的设计；

（5）系统其它部分的设计；

（6）系统测试与数据记录。 

2 方案设计和基本工作原理

2。1 设计方案的功能要求

此次设计方案具有显示功能，当周围环境中还有瓦斯，并达到一定浓度时，系统会感应到瓦斯的存在，将感应信号转换为数字信号显示出来。 

还具有瓦斯浓度监控功能，首先会设定某一固定数值作为人体所能承受的最大瓦斯浓度数值，当系统监测到浓度到达设定值时，会发出声响，指示灯也会亮起，用以提醒。 

同样具备复位功能，当系统因为某些因素出现状况时，可按下复位键使系统初始化[2]。

2。2 总体结构设计

此次设计的系统包括时钟电路、复位电路、显示电路、AD转换电路、报警电路、单片机、传感器七个部分。本次设计的总体结构图，如下图2-1所示。

 总体结构图

系统的工作过程为：传感器通过对空气浓度的感知，将信号传入转换电路，然后再把信号转化为电信号传入单片机，最后由显示电路显示浓度数值。同时，需要首先设定某一最大固定数值，当瓦斯浓度到达这一最大数值时，监测装置会发出声响，指示灯会亮起，以此作为信号。 期间，如果系统受某些因素影响而出现失控或是非正常运行，可按下复位键，便可以初始化系统。

2。3 系统芯片的选择

在监测系统中，A/D转换器是一个非常重要的部分。拥有非常多的类型，具备不一样的性能，引脚的功能也不同。

常见的A/D转换器有很多种类型，如下：

（1）积分型   

积分型A/D转换器是先接收传输进来的电压，然后通过处理，把输入进来的电压形式的信号统一的变成以时间或频率的另一种形式的信号。在定时器获得信号之后，会通过内部的计算，将抽象的信号转换成直观的数字。人们通过对数字的观察，可以进行监测。积分型的优点在于，虽然电路的组成和技术要求不高，但是最后得出的结果还是比较准确具体的。当然，它的缺点可想而知，就像是小学生和大学生的学习配备一样，因为客观因素和条件的低要求，在进行工作的过程当中，会花费更多的时间，效率非常低。一般来说，积分型A/D转换器只是在转化器发展的初期较为流行，伴随着版本的更新换代，现在很少用于工业当中。文献综述