可現場配置的氣體報警裝置的製作方法

2023-10-05 22:58:59

專利名稱：可現場配置的氣體報警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及利用氣體傳感器的報警裝置，特別涉及藉助微處理器進行參數配置與控制的報警裝置。
檢測居住環境中的有害氣體，是世界先進國家環保工作的重要內容；檢測系統通常採用氣體傳感器作為敏感元件，配以比較、判別和執行機構，在有害氣體超過規定數值時，進行聲、光報警與顯示、記錄等操作。現有技術中，無論使用分立元件或集成電路的系統，都主要著眼於分布式的系統測量與控制，或者附加更多的報警功能。如中國專利公告CN-2265562Y公開的一種藉助微計算機處理的一氧化碳自動監測儀，能向氣體傳感器提供最佳饋電，並處理傳感器信息，控制報警。其不足之處是在傳感信息的處理上，沿用傳統的個別設置、直接放大的報警形式；在系統的構建上，採取專用系統的一對一開發方式，費時費力，周期太長。
本實用新型的目的在於避免現有技術的不足之處，而提出一種微處理器與外接存貯器協同工作的、可現場配置的氣體報警裝置，針對傳感器離散性進行優化算法處理和修正補償，無需編制專用程序而能適應不同傳感器的檢測與報警模式，縮短系統開發周期，大大提高開發效率。
本實用新型的目的可以通過採用以下技術方案來實現設計製造一種可現場配置的氣體報警裝置，包括有著對該報警裝置運行進行總控的微程序P的MPU(微處理器)，晶體振蕩器，氣體傳感器及其加熱電路，顯示電路，光信號報警電路和聲音報警電路，以及E2PROM(電擦寫只讀存貯器)；該E2PROM接至MPU一個I/O埠上串行工作，其內部分為若干組單元，按照微程序P的規定及所用傳感器特性，存有諸如傳感器控制、顯示方式、採樣時刻、方波周期、方波脈寬、方波開始狀態、氣體、溫度、溼度傳感器的採樣電壓、環境測量值、分段延時時間、以及報警方式、定值報警點等代碼，組成氣體報警裝置的配置參數；完成配置的報警裝置在微程序P管理下協同工作，MPU按照E2PROM預存數據規定的周期、脈寬控制加熱電路對傳感器加熱；MPU對氣體傳感器測量值採樣時，同E2PROM通訊，用其中相關數據進行代入補償運算或按其規定狀態值進行報警與數據顯示。
附圖的圖面說明如下

圖1為本實用新型氣體報警裝置的原理框圖2為本實用新型氣體報警裝置的基本電路原理圖；圖3為本實用新型氣體報警裝置一個實施例的電路原理圖；圖4為本實用新型報警裝置所用的MPU(微處理器)原理框圖；圖5為所述MPU內部微程序P的程序流程以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳細說明一種可現場配置的氣體報警裝置，包括有著存貯於內部用戶EPROM(只讀存貯器)101中對該報警裝置運行進行總控的微程序P的MPU(微處理器)1，包括接在MPU1的OSC1、OSC2線上的晶體振蕩電路2，接在MPU1的一個採樣埠例如C埠的AN0線上的氣體傳感器4，接在MPU1的一個I/O埠例如B埠的PB6線上的傳感器加熱電路5，接在MPU1顯示控制埠上的顯示電路6，控制端分別接在MPU1的一個I/O埠例如B埠的PB1、PB3線上的綠色和紅色LED光信號報警電路7，和控制端接在MPU1一個I/O埠例如B埠PB0線上的聲音報警電路8，其特徵在於還包括E2PROM(電擦寫只讀存貯器)3；該E2PROM 3接至MPU1一個I/O埠例如A埠的PA4至PA7線上串行工作，其內部分為若干組單元，按照微程序P規定及所用傳感器特性，依次存有如下參數傳感器控制 (SENSOR)，顯示方式 (DISPLAY)，採樣時刻 (高位) (STH)，採樣時刻 (低位) (STL)，方波周期 (高位)(WAVETH)，方波周期 (低位)(WAVETL)，方波脈寬 (高位)(PULSEH)，方波脈寬 (低位)(PULSEL)，方波開始狀態 (WAVEP)，氣體傳感器的 採樣電壓1(GASVS)，環境測量值1(GASENV)，分段延時時間1(TIMEDELAY)，溫度傳感器的 採樣電壓2(TEMVS)，環境測量值2(TEMENV)，修正係數2(TEMOD)，溼度傳感器的 採樣電壓3(THVS)，環境測量值3(THENV)，修正係數3(THMOD)，報警方式 (ALARM)，定值報警點(高位) (ACH)，定值報警點(低位) (ACL)，預加熱時間(高位)(PTIMEH)，預加熱時間(低位)(PTIMEL)，這些參數組成氣體報警裝置的配置參數；
完成配置的報警裝置在微程序P管理下協同工作，MPU1按照E2PROM 3預存數據規定的周期與脈寬控制加熱電路5對傳感器4加熱；MPU1對氣體傳感器測量值採樣時，同E2PROM 3通訊，用其中相關數據進行代入補償運算或按其規定狀態值進行報警與數據顯示。
所述MPU(微處理器)，具有6個狀態輸出口(包含聲、光信號及開關信號)，並具有能對狀態顯示及控制輸出口進行編程管理、對報警裝置的運行進行總控的微程序P；該微程序P存貯於MPU內部的用戶EPROM(只讀存貯器)中。現有技術中，各個氣體傳感器的分散性較大，因此，對微程序P的開發，需要針對每個氣體傳感器的具體參數，修改微程序P中存放這些參數的存儲單元的內容；一些要求高的使用情況，需要對傳感器測量結果進行修正、補償後，才能決定應否報警；還有一些場合，需要預先決定是否報警，或決定哪一種補償和修正的算法才能進行程序編制。凡此種種，使氣體傳感器報警裝置的程序開發周期變得很長，通常為1-3個月；在更換傳感器時，工作量同樣巨大。本實用新型選擇多用微程序P，其中嵌入多種不同的特徵標準算法與補償模式，以及多種備選工作狀態和氣體傳感器的參數；而在現場配置時，將所述特徵算法、補償模式、工作狀態和傳感器參數的代碼依次存入E2PROM，採用E2PROM配合微程序P協同工作的方式，不必預先確定某一個傳感器的具體參數即可選用該傳感器組成報警系統，因而避免從頭到尾的程序編制，節省程式設計師的開發時間。
本實用新型氣體報警裝置的實施例中，所用MPU(微處理器)1為8位單片微處理器，例如，摩託羅拉公司的MC68HC05L1。所用E2PROM 3為128位元組×8位的1K位串行E2PROM，即電擦除電改寫可編程序只讀存貯器。
本實用新型氣體報警裝置的其他實施例中，根據需要還可以包括溫溼度傳感器9；其輸出線接至MPU(1)一個採樣埠C埠AN1、AN2線上，提供微程序P進行氣體傳感器補償所需要的溫溼度數據。
本實用新型氣體報警裝置的其他實施例中，根據需要，其光信號報警電路7還可以包括LED指示燈電路73，該電路接至MPU1其中一個I/O埠B埠PB2線上，按照微程序P的指令，進行溫溼度超限報警。該LED指示燈可以是黃色或其他顏色的指示燈。
本實用新型氣體報警裝置的其他實施例中，根據需要，還包括RESET(系統復位)電路10，該電路接至MPU1的RESET端，用於系統復位。
本實用新型氣體報警裝置的其他實施例中，根據需要，還包括TEST(系統測試)電路11，接至MPU1一個I/O埠B埠PB7線上，用於系統測試，檢測報警是否正常等。
本實用新型氣體報警裝置中，所述各功能電路接入相應MPU1的埠位置，由微程序P進行分配，並與微程序P的規定一一對應。由微程序P進行分配，並與微程序P的規定一一對應。
本實用新型氣體報警裝置最佳實施例所用主要元器件如下1.微處理器MC68HC05L1美國摩託羅拉公司2.E2PROM只讀存貯器 93C46 美國AMTEL公司3.氣體傳感器 GS2M003 中國東方特種半導體廠同現有技術相比較，本實用新型報警裝置的優點在於採用外接只讀存貯器E2PROM與多用微程序P協同工作模式，能夠適應氣體傳感器參數的分散性，構建通用的氣體報警裝置結構，現場配置氣體報警裝置，大大縮短氣體報警裝置程序開發時間，並使開發工作方便快捷。
權利要求1.一種可現場配置的氣體報警裝置，包括有著存貯於內部用戶EPROM(只讀存貯器)(101)中對該報警裝置運行進行總控的微程序P的MPU(微處理器)(1)，包括接在MPU(1)OSC1、OSC2線上的晶體振蕩電路(2)，接在MPU(1)的一個採樣埠C埠的AN0線上的氣體傳感器(4)，接在MPU(1)的一個I/O埠B埠的PB6線上的傳感器加熱電路(5)，接在MPU(1)顯示控制埠上的顯示電路(6)，控制端分別接在MPU(1)的一個I/O埠B埠的PB1、PB3線上的光信號報警電路(7)，和控制端接在MPU(1)一個I/O埠B埠PB0線上的聲音報警電路(8)，其特徵在於還包括E2PROM(電擦寫只讀存貯器)(3)；該E2PROM(3)接至MPU(1)一個I/O埠A埠的PA4至PA7線上串行工作，其內部分為若干組單元，按照微程序P的規定及所用傳感器特性，存有諸如傳感器控制、顯示方式、採樣時刻(高位)、採樣時刻(低位)、方波周期(高位)、方波周期(低位)、方波脈寬(高位)、方波脈寬(低位)、方波開始狀態、氣體傳感器的採樣電壓1、環境測量值1、分段延時時間1、溫度傳感器的採樣電壓2、環境測量值2、分段延時時間2、溼度傳感器的採樣電壓3、環境測量值3、分段延時時間3、報警方式、定值報警點(高位)、定值報警點(低位)、預加熱時間(高位)、預加熱時間(低位)代碼，組成氣體報警裝置的配置參數；完成配置的報警裝置在微程序P管理下協同工作，MPU(1)按照E2PROM(3)預存數據規定的周期和脈寬，控制加熱電路(5)對傳感器(4)加熱；MPU(1)對氣體傳感器測量值採樣時，同E2PROM(3)通訊，用其中相關數據進行代入補償運算或按其規定狀態值進行報警與數據顯示。
2.按照權利要求1所述的氣體報警裝置，其特徵在於所述MPU(微處理器)(1)為8位單片微處理器。
3.按照權利要求1或2所述的氣體報警裝置，其特徵在於所述E2PROM(3)為128位元組×8位的1K位串行E2PROM，即電擦除電改寫可編程序只讀存貯器。
4.按照權利要求3所述的氣體報警裝置，其特徵在於還包括溫溼度傳感器(9)；其輸出線接至MPU(1)一個採樣埠C埠AN1、AN2線上，提供微程序P進行氣體傳感器補償所需要的溫溼度數據。
5.按照權利要求4所述的氣體報警裝置，其特徵在於所述光信號報警電路(7)還包括LED指示燈電路(702)，接至MPU(1)其中一個I/O埠B埠PB2線上，按照微程序P的指令，進行溫溼度超限報警。
6.按照權利要求5所述的氣體報警裝置，其特徵在於所述LED指示燈為黃色LED指示燈。
7.按照權利要求5所述的氣體報警裝置，其特徵在於還包括RESET(系統復位)電路(10)，接至MPU(1)的RESET端。
8.按照權利要求7所述的氣體報警裝置，其特徵在於還包括TEST(系統測試)電路(11)，接至MPU(1)一個I/O埠B埠PB7線上，用於系統測試。
9.按照權利要求8所述的氣體報警裝置，其特徵在於所述各功能電路接入MPU(1)相應埠的位置，由微程序P進行分配，並與軟體微程序P的規定一一對應。
專利摘要一種可現場配置的氣體報警裝置,包括微處理器,氣體傳感器及加熱電路,顯示和報警電路,還包括內部分為若干組單元、按照微程序P規定及所用傳感器特性存有補償配置參數的E
文檔編號G08B21/00GK2368098SQ99235369
公開日2000年3月8日 申請日期1999年2月4日 優先權日1999年2月4日
發明者朱明程, 李昆華 申請人:朱明程, 李昆華