液罐车车载监控系统信号检测模块设计(附件)
随着我国经济和建设的不断发展，危险品行业也在蓬勃发展。但随之带来的危化品的运输成为现如今的一个难题，一旦在运输途中发生意外将会给国家、社会和家庭带来很大的损失，所以就必须有一套成熟完善的车载监控系统来保障运输的安全，而信号的检测模块的设计又显得及其重要。本课题目的是我在查阅国内外文献的基础上，同时对液罐车中危险品本身的温度、泄露浓度等信息进行收集,以无线传感器网络信号为主要技术手段，设计液罐车车载监控系统的信号检测模块所需要的传感器。我选择了现在市面上比较流行的MQ-2浓度传感器和DS18B20温度传感器并利用Altium Designer画出了原理图和所对应的PCB板。关键词 液罐车，DS18B20温度传感器，MQ-2浓度传感器，PCB板
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究内容 2
2 信号检测模块设计 2
2.1 温度传感器选择 2
2.2 浓度传感器选择 6
3 Altium Designer的设计步骤 9
3.1 Altium Designer的简介 9
3.2 DS18B20和MQ2原理图和PCB板的设计过程 9
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 绪论
1.1 课题研究背景
有害的危险物品在道路运输中伴随着剧烈的化学物理反应，使得周围的人们和其所处的环境社会受到影响，产生十分大的伤害。随着现代化工产业的发展，城乡公路、高速公路的建设，汽车运输业的发展，危化品的运输量在直线的上涨，在道路上的输送的一年又一年的增长的概率已超过30%，社会各个方面对车辆上的技术和在路上运送的要求变得愈来愈复杂。所以在道路上运输所带来的的安全事故也愈发的复杂严峻。
在最近这些年，危化品在运输过程中发生了许多比较重大的交通事故，小的事故几乎天天都会发生，这对人民的生命、生态环境的的破坏形成了很大的损害。例如有数据显示，美国在2013年在道路上运送物品的总量大概在12亿吨，这一年的事故大约有3000多起，但是遇害的人员却只有10个人，并且令人感到惊奇的是没有一起事故对环境 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
造成直接的破坏；但是中国2013年在道路上运送物品的总量虽然大约在3亿吨，但不仅在事故的发生率上还是在人员的死亡率上都超过美国很多，而且发生事故后环境特别会引起破坏。从这个对比中可以看到，国外对于危险品的监控力度和其运输设备的安全性能要远远超过国内的。虽然我国实施了《道路危险货物运输管理规定》、《汽车运输危险货物规则》等规定标准和技术准则，但由于我国幅员辽阔，绝大多数运输都要在跨省市长途下进行，并且又要受到各省市的地方危化品运输条约的限制，这就给运输造成了很大的困难。
这最主要是由于我国与国外欧美等发达国家在监控系统方面的差距。在目前看来，国外在危险品的运输监控系统的研发生产上，好多使用的是互联网技术联合GPS、无线通信系统、车辆CAN总线系统和各种车载危险品探测器，连同GIS地理系统整合处理信息。就拿加拿大来讲，把支点设置为集装箱，对危险化学品进行控制和管理，设置道路沿线的检查站，对危险货物的位置和危险货物的状态进行一定距离的综合检测。CAN总线数据和危险化学品数据可以从车辆运输系统获得。然而，中国对于这种网络技术的使用十分的不熟练，没有形成一个统一的体系来进行管理，而且国家也没有投入足够的资金来支持这些项目，导致监控系统的发展缓慢。现在，在比较大的化学品运送的管理上与国外相差的不大，就比如中石油气运输公司使用GPS、北斗导航系统定位和使用GIS辅助来进行监控测量，又好比国内有地区采用的化学品运输车辆监控系统，这些与国外差不多。但那些比较小的企业因为规模的问题还是使用的以前的方法，监控的能力就低很多。所以现在的企业内的最低安全标准就是由网络的联合控制系统所规定的。但是酒气本身来讲又不需要过高质量的要求。我国现在对它的的采用程度还不够，从大多数的角度出发，能够使用查询数据的方法，将另外的数据库与政府的宏观调控和一些辅助的手段结合起来，能够更有效的监控道路车辆的情况，从而避免危险的发生。因为监控系统与网络控制系统之间不同步，差异较大，因此网络控制系统的功用是其他系统都替换不了的。因此，我国对于化学危害品在道路上运输的数据信息进行分析之后，再将其传给各个地方政府和部门是十分必要的。
所以我国需要走的路还有长一段距离，这不仅仅需要政府出台一些政策和国家的大力扶持，最主要的还是要提高国内的技术水平。我国如今蓬勃发展的危化品物流运输行业与当前国内技术设备的不完善之间的矛盾，这是目前最紧迫的问题。
1.2 课题研究内容
本课题研究的是液罐车车载监控系统信号检测模块的设计，依据液罐车输送途中所需要监控的数据，并通过传输的信号，我选到了两个大家都在用的传感器，有一个温度的是DS18B20，而浓度用的是MQ2，并且运用Altium Designer对选择的传感器进行原理设计与PCB板的设计。
2信号检测模块设计
在液罐车中怎样将温度、浓度等非电量参数检测出来，然后再转换成电量信号是本设计中的核心任务。这就会用到传感器，它能够感应到所需的被测量，之后按照一定的规律转换成能够使用的输出信号，因为会导致有些误差，需进行适当的信号优化，使其输出的电信号转换成便于使用、展示、记载和控制的可用信号。我通过在市面上的传感器比较后，因为其种类繁多，需要了解每种型号的不同功用，并依据液罐车中需要实时测量的温度和浓度，所以我选取了两款比较热门的传感器，重点的介绍它们的原理功用并用AD软件画出了它们的原理图和PCB板。
2.1温度传感器选择
选择温度的测量在各行各业里特别的普遍，它是常见的单线数字化的传感器，即“单线器件”。它的体积更小巧、适用的电压范围更宽、经济性更好、精度更高，其可以适用更小的封装方式，更宽的电压适用范围。其温度的测量范围在零下55摄氏度到零上125摄氏度，而当它在温度范围在零下10摄氏度到零上85摄氏度的环境下时，它的精度能够小到正负0.5摄氏度，极大地提高了测量的准确度。联系到液罐车运输途中对于温度测量的准确性。
2.1.1 DS18B20技术特性
1、它使用的是单总线的接口方式，单总线更具经济优势，抗干扰水平强，能够在环境不好的现场温度测量，易于操作等优点，人们可容易地构建网络系统。
2、可以有8个并联在一起，但是一旦超出8个的话，就会导致负载电压过低，从而影响了其温度信号的稳定输送。
3、它在外围的元部件缺失的情况下还可以正常运行。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究内容 2
2 信号检测模块设计 2
2.1 温度传感器选择 2
2.2 浓度传感器选择 6
3 Altium Designer的设计步骤 9
3.1 Altium Designer的简介 9
3.2 DS18B20和MQ2原理图和PCB板的设计过程 9
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 绪论
1.1 课题研究背景
有害的危险物品在道路运输中伴随着剧烈的化学物理反应，使得周围的人们和其所处的环境社会受到影响，产生十分大的伤害。随着现代化工产业的发展，城乡公路、高速公路的建设，汽车运输业的发展，危化品的运输量在直线的上涨，在道路上的输送的一年又一年的增长的概率已超过30%，社会各个方面对车辆上的技术和在路上运送的要求变得愈来愈复杂。所以在道路上运输所带来的的安全事故也愈发的复杂严峻。
在最近这些年，危化品在运输过程中发生了许多比较重大的交通事故，小的事故几乎天天都会发生，这对人民的生命、生态环境的的破坏形成了很大的损害。例如有数据显示，美国在2013年在道路上运送物品的总量大概在12亿吨，这一年的事故大约有3000多起，但是遇害的人员却只有10个人，并且令人感到惊奇的是没有一起事故对环境 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
造成直接的破坏；但是中国2013年在道路上运送物品的总量虽然大约在3亿吨，但不仅在事故的发生率上还是在人员的死亡率上都超过美国很多，而且发生事故后环境特别会引起破坏。从这个对比中可以看到，国外对于危险品的监控力度和其运输设备的安全性能要远远超过国内的。虽然我国实施了《道路危险货物运输管理规定》、《汽车运输危险货物规则》等规定标准和技术准则，但由于我国幅员辽阔，绝大多数运输都要在跨省市长途下进行，并且又要受到各省市的地方危化品运输条约的限制，这就给运输造成了很大的困难。
这最主要是由于我国与国外欧美等发达国家在监控系统方面的差距。在目前看来，国外在危险品的运输监控系统的研发生产上，好多使用的是互联网技术联合GPS、无线通信系统、车辆CAN总线系统和各种车载危险品探测器，连同GIS地理系统整合处理信息。就拿加拿大来讲，把支点设置为集装箱，对危险化学品进行控制和管理，设置道路沿线的检查站，对危险货物的位置和危险货物的状态进行一定距离的综合检测。CAN总线数据和危险化学品数据可以从车辆运输系统获得。然而，中国对于这种网络技术的使用十分的不熟练，没有形成一个统一的体系来进行管理，而且国家也没有投入足够的资金来支持这些项目，导致监控系统的发展缓慢。现在，在比较大的化学品运送的管理上与国外相差的不大，就比如中石油气运输公司使用GPS、北斗导航系统定位和使用GIS辅助来进行监控测量，又好比国内有地区采用的化学品运输车辆监控系统，这些与国外差不多。但那些比较小的企业因为规模的问题还是使用的以前的方法，监控的能力就低很多。所以现在的企业内的最低安全标准就是由网络的联合控制系统所规定的。但是酒气本身来讲又不需要过高质量的要求。我国现在对它的的采用程度还不够，从大多数的角度出发，能够使用查询数据的方法，将另外的数据库与政府的宏观调控和一些辅助的手段结合起来，能够更有效的监控道路车辆的情况，从而避免危险的发生。因为监控系统与网络控制系统之间不同步，差异较大，因此网络控制系统的功用是其他系统都替换不了的。因此，我国对于化学危害品在道路上运输的数据信息进行分析之后，再将其传给各个地方政府和部门是十分必要的。
所以我国需要走的路还有长一段距离，这不仅仅需要政府出台一些政策和国家的大力扶持，最主要的还是要提高国内的技术水平。我国如今蓬勃发展的危化品物流运输行业与当前国内技术设备的不完善之间的矛盾，这是目前最紧迫的问题。
1.2 课题研究内容
本课题研究的是液罐车车载监控系统信号检测模块的设计，依据液罐车输送途中所需要监控的数据，并通过传输的信号，我选到了两个大家都在用的传感器，有一个温度的是DS18B20，而浓度用的是MQ2，并且运用Altium Designer对选择的传感器进行原理设计与PCB板的设计。
2信号检测模块设计
在液罐车中怎样将温度、浓度等非电量参数检测出来，然后再转换成电量信号是本设计中的核心任务。这就会用到传感器，它能够感应到所需的被测量，之后按照一定的规律转换成能够使用的输出信号，因为会导致有些误差，需进行适当的信号优化，使其输出的电信号转换成便于使用、展示、记载和控制的可用信号。我通过在市面上的传感器比较后，因为其种类繁多，需要了解每种型号的不同功用，并依据液罐车中需要实时测量的温度和浓度，所以我选取了两款比较热门的传感器，重点的介绍它们的原理功用并用AD软件画出了它们的原理图和PCB板。
2.1温度传感器选择
选择温度的测量在各行各业里特别的普遍，它是常见的单线数字化的传感器，即“单线器件”。它的体积更小巧、适用的电压范围更宽、经济性更好、精度更高，其可以适用更小的封装方式，更宽的电压适用范围。其温度的测量范围在零下55摄氏度到零上125摄氏度，而当它在温度范围在零下10摄氏度到零上85摄氏度的环境下时，它的精度能够小到正负0.5摄氏度，极大地提高了测量的准确度。联系到液罐车运输途中对于温度测量的准确性。
2.1.1 DS18B20技术特性
1、它使用的是单总线的接口方式，单总线更具经济优势，抗干扰水平强，能够在环境不好的现场温度测量，易于操作等优点，人们可容易地构建网络系统。
2、可以有8个并联在一起，但是一旦超出8个的话，就会导致负载电压过低，从而影响了其温度信号的稳定输送。
3、它在外围的元部件缺失的情况下还可以正常运行。
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