前言：本站為你精心整理了單片機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：單片機(jī)是高度集成有中央處理器、定時器／計數(shù)器、輸入／輸出口等的微型處理器芯片，它具有高度可控性、較好可擴(kuò)展性、使用方便等優(yōu)點，不僅可以直接作為主控芯片控制電路，也可以通過外接其他芯片進(jìn)行接口、存儲容量等的擴(kuò)展，將單片機(jī)應(yīng)用到煤礦安全生產(chǎn)中，主要有基于單片機(jī)的煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)設(shè)計與煤礦防塵噴霧系統(tǒng)設(shè)計，使煤礦瓦斯?jié)舛鹊玫胶侠砜刂?，并保障了煤礦的干凈、安全的環(huán)境，幫助煤礦安全生產(chǎn)工作更健康、有序地進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：安全生產(chǎn)，煤礦，單片機(jī)，瓦斯，防塵

煤礦安全生產(chǎn)一直以來都是安全生產(chǎn)工作中的重點，最突出的就是瓦斯?jié)舛瓤刂疲?－3］與塵埃清除［4］問題，本文針對這兩個問題，討論將單片機(jī)作為控制器，并設(shè)計兩個相關(guān)系統(tǒng)，分別是基于單片機(jī)的煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)和煤礦防塵噴霧系統(tǒng)，通過利用單片機(jī)控制瓦斯?jié)舛扰c進(jìn)行噴霧防塵來建設(shè)煤礦的安全生產(chǎn)的環(huán)境。

1單片機(jī)芯片簡介

單片機(jī)是將中央處理器（CPU）、定時器／計數(shù)器、隨機(jī)存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、中斷系統(tǒng)與輸入／輸出口（I／O）等經(jīng)過超大規(guī)模集成電路技術(shù)集成到一小塊硅片上而構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)芯片。一般來說，根據(jù)目前單片機(jī)的發(fā)展情況，單片機(jī)有以下幾種分類情況。由單片機(jī)的適用范圍可分為通用型與專用型，專用型單片機(jī)就是針對某一產(chǎn)品為滿足特定需要而生產(chǎn)的，通用型則沒有這種需要，適用于普通功能需要。由其應(yīng)用領(lǐng)域情況又可分為工控型與家電型，工控型單片機(jī)具有更強(qiáng)的運算處理能力，更大的尋址范圍，而家電型的單片機(jī)通常是專用型，例如針對冰箱、洗衣機(jī)等而設(shè)計，具有成本低、集成度高，封裝小等特點。由單片機(jī)是否具有并行總線可分為總線型與非總線型，總線型單片機(jī)一般會有并行的地址總線、控制總線、數(shù)據(jù)總線，可以用于擴(kuò)展外部器件，而非總線型單片機(jī)省去并行擴(kuò)展總線，將所需要外部器件與接口集成到單片機(jī)內(nèi)部，不僅減少了芯片體積也降低了封裝成本。

2單片機(jī)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

在煤礦的安全生產(chǎn)中，瓦斯?jié)舛瓤刂婆c塵埃清除問題不容忽視。瓦斯氣體在煤礦環(huán)境中時常存在著，是一種無色、無味的氣體，當(dāng)它的濃度達(dá)到一定程度后，容易導(dǎo)致礦井工作人員因缺氧出現(xiàn)窒息的情況，更嚴(yán)重還會燃燒引起爆炸事故，因此，瓦斯的濃度一定要實時控制到位，才能保證一個安全的煤礦環(huán)境。此外，煤礦環(huán)境中塵埃頻繁地出現(xiàn)，若不能及時有效清除，會嚴(yán)重影響工作人員的身體健康與工作效率以及煤礦設(shè)備的正常運行，進(jìn)而影響到整個煤礦的安全生產(chǎn)，只有對煤礦進(jìn)行科學(xué)全面地降塵才能幫助建設(shè)安全生產(chǎn)環(huán)境。針對以上兩方面的問題，建立以單片機(jī)為基礎(chǔ)的煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)和煤礦防塵噴霧系統(tǒng)，用單片機(jī)的可控性強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)點提高對瓦斯?jié)舛鹊目刂颇芰εc改善防塵效果，更全面、更具時效地完成工作。

2．1基于單片機(jī)的煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)設(shè)計

建立應(yīng)用單片機(jī)的煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)就是利用單片機(jī)、傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、揚聲器，紅外線發(fā)送／接收設(shè)備等經(jīng)合理連接組成具有瓦斯?jié)舛葘崟r檢測并顯示相應(yīng)數(shù)值、超標(biāo)報警、遙控設(shè)置報警標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)等功能的系統(tǒng)。瓦斯檢測系統(tǒng)總共可分為核心控制電路、瓦斯采樣電路、顯示電路、報警電路、紅外遙控電路［1－3］這幾個部分。其中，核心控制電路起著樞紐作用，主要由單片機(jī)與晶振電路、復(fù)位電路組成，晶振電路為單片機(jī)提供可靠的振蕩頻率，即穩(wěn)定的時鐘周期，支撐單片機(jī)的正常工作，復(fù)位電路使單片機(jī)能從初始狀態(tài)開始工作，一般具有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種復(fù)位方式，相當(dāng)于可以隨時“重啟”單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行相關(guān)運算處理，起到對所有外部電路的控制作用。瓦斯采樣電路主要包括瓦斯氣體傳感器、電壓放大電路與A／D轉(zhuǎn)換電路，首先由傳感器檢測出當(dāng)前瓦斯?jié)舛?，然后輸出與濃度對應(yīng)的電信號，經(jīng)由放大電路后最后得到放大的電信號，準(zhǔn)備輸出給控制電路單片機(jī)的接口。顯示電路由一些LED數(shù)碼管組成，用于接收來自單片機(jī)端口的信號，顯示出當(dāng)前瓦斯?jié)舛群图t外遙控的報警標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。報警電路由揚聲器與LED燈組成，由來自單片機(jī)的控制信號決定是否報警，當(dāng)濃度合適時，不發(fā)聲且綠燈亮，濃度已經(jīng)輕微超標(biāo)時，單片機(jī)提供一定頻率給揚聲器發(fā)聲，并且黃燈亮，提醒做出相應(yīng)防護(hù)措施，濃度嚴(yán)重超標(biāo)時，揚聲器發(fā)聲報警并紅燈閃亮，此時應(yīng)立即切斷總電源，防止發(fā)生瓦斯爆炸事故。紅外遙控電路由遙控器與紅外接收器組成，可以實現(xiàn)對報警標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的調(diào)整。

2．2基于單片機(jī)的煤礦防塵噴霧系統(tǒng)設(shè)計

液壓支架噴霧系統(tǒng)常出現(xiàn)自動化程度不高、水資源浪費、線路復(fù)雜、維修困難等問題，為了較好地解決這些問題，采用單片機(jī)作為控制中心實現(xiàn)自動噴霧，具有方便靈活、易于維護(hù)、自動化程度高、噴霧范圍更大等優(yōu)點。當(dāng)檢測到一架液壓支架的抬高或移動等動作時，單片機(jī)接收這一信息，控制開啟電動出水閥門，并且將控制信號發(fā)送到相鄰的兩組液壓支架的單片機(jī)處，同樣開啟電動出水閥門，這樣就同時開啟了三組液壓支架的噴霧系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動控制且噴射面廣的噴霧防塵功能。此外，每臺噴霧系統(tǒng)具有超時自動保護(hù)的功能，就是當(dāng)開啟電動閥門實現(xiàn)噴霧后自動檢測時間經(jīng)過一定的時延后自動關(guān)閉［4］，這樣有效地防止了水資源的浪費。

3結(jié)束語

從煤礦環(huán)境安全的角度出發(fā)，本文將體積小但功能強(qiáng)大的單片機(jī)結(jié)合到煤礦安全控制中來，探討了基于單片機(jī)的煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)設(shè)計與煤礦防塵噴霧系統(tǒng)設(shè)計，使煤礦瓦斯?jié)舛鹊玫接行Э刂?，也實現(xiàn)了良好的降塵效果，建設(shè)了更安全、干凈的煤礦環(huán)境，減少了潛在的安全隱患，保障了所有礦工們的安全作業(yè)與作業(yè)效率。單片機(jī)的作用不僅是這些方面，它還可以在煤礦的各種電氣自動化控制方面［5－7］得到很好的利用，未來單片機(jī)的發(fā)展趨勢將是集成度更高、功能更強(qiáng)大、穩(wěn)定性更強(qiáng)、適用范圍更廣，為煤礦的安全生產(chǎn)做出更多的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］張濤．基于單片機(jī)的瓦斯?jié)舛葯z測報警裝置的設(shè)計與仿真［J］．煤炭工程，2014，46（3）：128－130

［2］馬建峰．基于51單片機(jī)的煤礦智能監(jiān)控系統(tǒng)探究［J］．煤炭技術(shù)，2013，32（12）：204－205

［3］朱高中．基于單片機(jī)甲烷濃度監(jiān)測的研究［J］．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（4）：127－131

［4］王大虎，孫一帆，張且且．基于AT89S52單片機(jī)的液壓支架自動噴霧防塵系統(tǒng)設(shè)計［J］．煤礦機(jī)械，2014，35（1）：199－201

［5］李明．單片機(jī)在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用研究［J］．煤炭技術(shù)，2013，32（8）：89－91

［6］王繼紅，潘有成．單片機(jī)在煤礦中應(yīng)用的全過程研究［J］．煤炭技術(shù)，2012，31（8）：175－177

［7］張自友．單片機(jī)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用［J］．煤炭技術(shù)，2012，31（7）：44－45

作者：尹璐琳 單位：華南師范大學(xué)計算機(jī)學(xué)院