危险品仓库监测报警系统设计
摘 要危险品仓库中，由于环境温湿度过高从而造成的安全事故经常发生，所以设计一个功能全面、操作简单、可靠性高的危险品仓库监测系统，对提高仓库的工作效率、降低事故率有着积极的作用。作为基于LabVIEW的危险品仓库监测系统，其不仅具有优异的数据处理能力，且成本低、易维护，最重要的是不受时间和气候等因素的影响，从而符合仓库所需的实时监控要求。本系统通过温湿度传感器以及烟雾传感器，将搜集到的数据通过转换然后经由单片机传输到计算机中，从而在LabVIEW软件中进行实时监测以及超限报警。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.1.1课题研究背景 1
1.1.2课题研究意义 1
1.2课题研究内容 1
1.3课题研究方案 2
1.4课题目的及任务 2
1.4.1课题目的 2
1.4.2课题任务 2
1.5课题实现步骤 3
1.5.1系统方案图 3
1.5.2方案图步骤 3
第二章 上位机软件系统设计 4
2.1上位机系统综述 4
2.2前面板 4
2.2.1原理介绍 4
2.2.2功能介绍 4
2.3程序框图设计 6
2.3.1功能介绍 6
2.3.2操作函数VISA 6
2.3.3函数实现过程 7
2.3.4函数介绍 8
2.3.5监测报警函数 9
第三章 下位机硬件系统设计 10
3.1硬件系统综述 10
3.2数字温湿度传感器DTH11 10
3.2.1概述 10
3.2.2性能 10
3.2.3封装 10
3.2.4引脚 11
3.2.5通讯过程 11
3.3烟雾气敏传感器MQ2 12
3.3.1传感器性能 12
3.3.2性能数值 12
3.3.3封装图 12
3.3.4引脚功能 12
3.4单片机STC89C52 13
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3.4.1单片机性能 13
3.4.2引脚功能 13
3.5模数转换芯片ADC0832 14
3.5.1芯片性能 14
第四章 下位机软件设计 15
4.1变量定义 15
4.2串口发送接收数据 15
4.3串口初始化 15
4.4串口接收中断函数 15
4.5温湿度及烟雾浓度报警函数 16
4.6接收标志位 16
4.7缓冲区接收函数 16
第五章 软硬件测试与调试 17
5.1VISA驱动 17
5.1.1驱动版本选择 17
5.1.2配置管理 17
5.2虚拟串口配置 18
5.3虚拟串口调试 19
5.4上位机最终结果 20
收获与结论 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
1.1.1课题研究背景
危险品仓库是贮存危险品的重要地点，多种因素对所贮存物品的影响都很大，期中环境因素尤为明显。在温度与湿度过高的的环境下，仓库内容易滋生害虫、霉菌等有害生物，从而导致贮存产品发生质变或损坏。温度和湿度超过所存危险品所能承受的限额时，甚至会发生燃烧以及爆炸等事故。我国的多数地区一年当中有大部分时间存在高温高湿气候，对仓库中危险品的贮存非常不利，仓库中的危险品受到外界空气温湿度变化的影响，会发生变质、失效甚至燃烧爆炸等问题，在部分地区，夏季库外最高温度甚至到达40摄氏度以上，相对湿度到达80%以上，所以即便在密闭的条件下，库房内温度仍会到达30摄氏度以上，而对于危险品来说，30摄氏度即为高温，相对湿度到达70%即为高湿。所以加强对仓库各项指标的监测，有利于仓库中危险品的保存。
1.1.2课题研究意义
目前，各危险品仓库广泛使用密闭、通风与吸潮相结合的方法控制和调节仓库内温湿度。但这种措施控制精度低、时效性差，且需要耗费大量人力资源。即便部分用户使用半导体二极管传感器来采集温度，但因其交互性差，很难达到理想效果。因为仓库内环境温湿度过高而引起的安全事故时有发生，严重的甚至会威胁到工作人员生命安全。所以实时监控仓库中温湿度非常重要。所以，设计一个功能全面、操作简单、可靠性高的危险品仓库监测系统，对提高仓库的工作效率、降低事故率有着积极的作用。本课题设计即以上述问题为出发点，设计了温度、湿度以及烟雾值的监测报警系统，该系统不仅能实现对危险品仓库的温湿度以及烟雾值的实时监控，还能在相应的监测目标指数超限后进行报警。
通过对于课题的研究，学生需查阅大批的相关资料，不仅丰富其知识量，更加深对以往专业知识的理解。对于以往来说，多年来对于专业知识的学习都仅限于书本中的理论知识，且相关的实践操作都主要在老师指导下完成，通过这次对课题的研究，学生掌握了主动权，通过自主性的研究来加深对知识的掌握。从初期的资料查阅以及后期的实际操作，都由自己主动进行，这样不仅充分的将以往的理论知识结合到了实践操作中，更掌握了自主性学习以及操作的方法。
通过本次课题的研究，加深了学生对于电路分析、数字电路、模拟电路、单片机、C语言以及LabVIEW软件的理解与掌握，也让学生加强了对于日常生活和学习工作中的安全意识。
1.2课题研究内容
本课题研究的是基于LabVIEW的危险品仓库监测报警系统，具体的危险品为红磷。
红磷，火灾危险性类别属于甲类第6项，应于贮存在阴凉，干燥，通风良好的仓库中，仓库温度应保持在32摄氏度以下，相对湿度在百分之80以下。
鉴于红磷的以上特性，其存储仓库对温度和湿度具有较高的要求，所以课题研究的主要内容是应保证对仓库内的红磷进行实时监控，采集各项指标数据然后在用户界面中显示，而且在发现超限后进行报警提示。
1.3课题研究方案
鉴于危险品仓库的特殊性，必需对其采取全天候24小时的实时监控，随时对仓库内的各项必要数据进行实时显示以及在指标超限后及时报警，从而避免事故的发生。因为传统的人工测量监视措施，不仅受时间，气候等因素的影响，而且成本过高且不具备实时监控的特性，所以本课题设计了一个基于LabVIEW软件的危险品仓库监测报警系统。
本课题选用了LabVIEW软件实现对仓库中各项指标的实时显示与监测，虚拟仪器性能优异，硬件通用，数据处理能力强大从而可充分的发挥计算机的能力；具有可自定义性，可根据自身需求进行定制，费用低且重复使用率高；交互性强且开发成本低，技术更新换代速度快。因此该软件完全符合对课题研究时所提出的各项要求。
要实现对于监测环境中各项指标的采集，需要运用到传感器。通过查阅相关资料，我选用了DTH11温湿度传感器以及MQ2烟雾传感器来采集数据，然后通过模数转换后将数字信号送入单片机中，由串口通信传输进PC机，然后通过VISA来完成LabVIEW软件对于信号的接收并在软件中显示与监测，在超限后报警。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.1.1课题研究背景 1
1.1.2课题研究意义 1
1.2课题研究内容 1
1.3课题研究方案 2
1.4课题目的及任务 2
1.4.1课题目的 2
1.4.2课题任务 2
1.5课题实现步骤 3
1.5.1系统方案图 3
1.5.2方案图步骤 3
第二章 上位机软件系统设计 4
2.1上位机系统综述 4
2.2前面板 4
2.2.1原理介绍 4
2.2.2功能介绍 4
2.3程序框图设计 6
2.3.1功能介绍 6
2.3.2操作函数VISA 6
2.3.3函数实现过程 7
2.3.4函数介绍 8
2.3.5监测报警函数 9
第三章 下位机硬件系统设计 10
3.1硬件系统综述 10
3.2数字温湿度传感器DTH11 10
3.2.1概述 10
3.2.2性能 10
3.2.3封装 10
3.2.4引脚 11
3.2.5通讯过程 11
3.3烟雾气敏传感器MQ2 12
3.3.1传感器性能 12
3.3.2性能数值 12
3.3.3封装图 12
3.3.4引脚功能 12
3.4单片机STC89C52 13
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3.4.1单片机性能 13
3.4.2引脚功能 13
3.5模数转换芯片ADC0832 14
3.5.1芯片性能 14
第四章 下位机软件设计 15
4.1变量定义 15
4.2串口发送接收数据 15
4.3串口初始化 15
4.4串口接收中断函数 15
4.5温湿度及烟雾浓度报警函数 16
4.6接收标志位 16
4.7缓冲区接收函数 16
第五章 软硬件测试与调试 17
5.1VISA驱动 17
5.1.1驱动版本选择 17
5.1.2配置管理 17
5.2虚拟串口配置 18
5.3虚拟串口调试 19
5.4上位机最终结果 20
收获与结论 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
1.1.1课题研究背景
危险品仓库是贮存危险品的重要地点，多种因素对所贮存物品的影响都很大，期中环境因素尤为明显。在温度与湿度过高的的环境下，仓库内容易滋生害虫、霉菌等有害生物，从而导致贮存产品发生质变或损坏。温度和湿度超过所存危险品所能承受的限额时，甚至会发生燃烧以及爆炸等事故。我国的多数地区一年当中有大部分时间存在高温高湿气候，对仓库中危险品的贮存非常不利，仓库中的危险品受到外界空气温湿度变化的影响，会发生变质、失效甚至燃烧爆炸等问题，在部分地区，夏季库外最高温度甚至到达40摄氏度以上，相对湿度到达80%以上，所以即便在密闭的条件下，库房内温度仍会到达30摄氏度以上，而对于危险品来说，30摄氏度即为高温，相对湿度到达70%即为高湿。所以加强对仓库各项指标的监测，有利于仓库中危险品的保存。
1.1.2课题研究意义
目前，各危险品仓库广泛使用密闭、通风与吸潮相结合的方法控制和调节仓库内温湿度。但这种措施控制精度低、时效性差，且需要耗费大量人力资源。即便部分用户使用半导体二极管传感器来采集温度，但因其交互性差，很难达到理想效果。因为仓库内环境温湿度过高而引起的安全事故时有发生，严重的甚至会威胁到工作人员生命安全。所以实时监控仓库中温湿度非常重要。所以，设计一个功能全面、操作简单、可靠性高的危险品仓库监测系统，对提高仓库的工作效率、降低事故率有着积极的作用。本课题设计即以上述问题为出发点，设计了温度、湿度以及烟雾值的监测报警系统，该系统不仅能实现对危险品仓库的温湿度以及烟雾值的实时监控，还能在相应的监测目标指数超限后进行报警。
通过对于课题的研究，学生需查阅大批的相关资料，不仅丰富其知识量，更加深对以往专业知识的理解。对于以往来说，多年来对于专业知识的学习都仅限于书本中的理论知识，且相关的实践操作都主要在老师指导下完成，通过这次对课题的研究，学生掌握了主动权，通过自主性的研究来加深对知识的掌握。从初期的资料查阅以及后期的实际操作，都由自己主动进行，这样不仅充分的将以往的理论知识结合到了实践操作中，更掌握了自主性学习以及操作的方法。
通过本次课题的研究，加深了学生对于电路分析、数字电路、模拟电路、单片机、C语言以及LabVIEW软件的理解与掌握，也让学生加强了对于日常生活和学习工作中的安全意识。
1.2课题研究内容
本课题研究的是基于LabVIEW的危险品仓库监测报警系统，具体的危险品为红磷。
红磷，火灾危险性类别属于甲类第6项，应于贮存在阴凉，干燥，通风良好的仓库中，仓库温度应保持在32摄氏度以下，相对湿度在百分之80以下。
鉴于红磷的以上特性，其存储仓库对温度和湿度具有较高的要求，所以课题研究的主要内容是应保证对仓库内的红磷进行实时监控，采集各项指标数据然后在用户界面中显示，而且在发现超限后进行报警提示。
1.3课题研究方案
鉴于危险品仓库的特殊性，必需对其采取全天候24小时的实时监控，随时对仓库内的各项必要数据进行实时显示以及在指标超限后及时报警，从而避免事故的发生。因为传统的人工测量监视措施，不仅受时间，气候等因素的影响，而且成本过高且不具备实时监控的特性，所以本课题设计了一个基于LabVIEW软件的危险品仓库监测报警系统。
本课题选用了LabVIEW软件实现对仓库中各项指标的实时显示与监测，虚拟仪器性能优异，硬件通用，数据处理能力强大从而可充分的发挥计算机的能力；具有可自定义性，可根据自身需求进行定制，费用低且重复使用率高；交互性强且开发成本低，技术更新换代速度快。因此该软件完全符合对课题研究时所提出的各项要求。
要实现对于监测环境中各项指标的采集，需要运用到传感器。通过查阅相关资料，我选用了DTH11温湿度传感器以及MQ2烟雾传感器来采集数据，然后通过模数转换后将数字信号送入单片机中，由串口通信传输进PC机，然后通过VISA来完成LabVIEW软件对于信号的接收并在软件中显示与监测，在超限后报警。
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