[实用新型]一种化工园区有毒气体检测装置

摘要

本实用新型一种化工园区有毒气体检测装置由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，信号采集模块、报警装置和显示模块组成。信号采集模块中的传感器自动采集空气中二氧化硫和氯气的浓度并将这些信息转换为电流信号，电流信号通过IV电路转换为标准电压信号后发送到控制器模块，控制器模块通过内部集成的AD转换器将两种监测参数的电压信号转换为数字信号，通过控制器内部处理将氯气和二氧化硫的浓度信息显示在LCD12864液晶屏上，当这两种参数的浓度高于设定值时启动报警装置。该设备体积小，精度高，实时性强，功耗小，成本低。

主权项

一种化工园区有毒气体检测装置由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，信号采集模块、报警装置和显示模块组成；控制器模块以STM32F101V3为核心；电源管理模块由5V电源转换电路和3.3V电源转换电路组成；外部存储模块以存储芯片AT45DB161D为核心；信号采集模块包括二氧化硫传感器、氯气传感器和IV转换电路；信号采集模块中的传感器自动采集空气中二氧化硫和氯气的浓度并将这些信息转换为电流信号，电流信号通过IV电路转换为标准电压信号后发送到控制器模块，控制器模块通过内部集成的AD转换器将两种监测参数的电压信号转换为数字信号，通过控制器内部处理将氯气和二氧化硫的浓度信息显示在LCD12864液晶屏上，当这两种参数的浓度高于设定值时启动报警装置；所述的控制器模块电路由控制器U1 STM32F101V3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第一晶振Y1和第二晶振Y2组成；控制器U1 STM32F101V3的22引脚、50引脚、75引脚、100引脚、28引脚、11引脚与VDD3.3相连；控制器U1 STM32F101V3的49引脚、74引脚、99引脚、27引脚、10引脚相连并接地；控制器U1 STM32F101V3的12引脚、第一晶振Y1的一端与第一滤波电容C1的一端相连；控制器U1 STM32F101V3的13引脚、第一晶振Y1的另一端与第二滤波电容C2的一端相连；第一滤波电容C1的另一端与第二滤波电容C2的另一端相连并接地；控制器U1 STM32F101V3的9引脚、第二晶振Y2的一端与第三滤波电容C3的一端相连；控制器U1 STM32F101V3的8引脚、第二晶振Y2的另一端与第四滤波电容C4的一端相连；第三滤波电容C3的另一端与第四滤波电容C4的另一端相连并接地；所述的5V电压转换电路由12V锂电池、5V电压转换芯片U2 7805、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第一极性电容C7、第二极性电容C8和电源指示灯DS1组成；12V锂电池与VDD12相连；电压转换芯片U2 7805的1引脚、第一极性电容C7的阳极、第五滤波电容C5的一端与VDD12相连；电压转换芯片U2 7805的2引脚、第一极性电容C7的阴极、第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的一端、第二极性电容C8的阴极与电源指示灯DS1的2引脚相连并接地；电压转换芯片U2 7805的3引脚、第六滤波电容C6的另一端、第二极性电容C8的阳极、电源指示灯DS1的1引脚与VDD5.0相连；所述的3.3V电压转换电路由3.3V电压转换芯片U3 SPX1117M3‑3.3、第九滤波电容C9、第十一滤波电容C11、第三极性电容C10和第四极性电容C12组成；3.3V电压转换芯片U3 SPX1117M3‑3.3的1引脚、第九滤波电容C9的一端、第三极性电容C10的阳极与VDD5.0相连；3.3V电压转换芯片U3 SPX1117M3‑3.3的2引脚、第九滤波电容C9的另一端、第三极性电容C10的阴极、第四极性电容C12的阴极与第十一滤波电容C11的一端相连并接地；3.3V电压转换芯片U3 SPX1117M3‑3.3的3引脚、第四极性电容C12的阳极、第十一滤波电容C11的另一端与VDD3.3相连；所述的外部存储器模块电路由存储芯片U4 AT45DB161D、第一电阻R1、第二电阻R2组成；存储芯片U4 AT45DB161D的4引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_SS引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的8引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_MISO引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的1引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_MOSI引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的2引脚与控制器U1 STM32F101V3的SPI2_SCK引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的6引脚、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端与VDD3.3相连；存储芯片U4 AT45DB161D的3引脚与第一电阻R1的另一端相连；存储芯片U4 AT45DB161D的5引脚、第二电阻R2的另一端与控制器U1 STM32F101V3的PB0引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的7引脚接地；所述的信号采集模块由氯气传感器插口JP1、二氧化硫传感器插口JP2、芯片U5A LM358AN、U6A LM324AN、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第十三滤波电容C13和第十四滤波电容C14组成；氯气传感器插口JP1的3引脚与VDD5.0相连；氯气传感器插口JP1的1引脚接地；氯气传感器插口JP1的2引脚、第三电阻R3的一端与第四电阻R4的一端相连；第四电阻R4的另一端与第十三滤波电容C13的一端相连并接地；第三电阻R3的另一端、第十三滤波电容C13的另一端和芯片U5A LM358AN的2引脚相连；芯片U5A LM358AN的8引脚接地；芯片U5A LM358AN的4引脚与VDD5.0相连；芯片U5A LM358AN的3引脚、1引脚与控制器U1 STM32F101V3的ADC0引脚相连；二氧化硫传感器插口JP2的4引脚与VDD5.0相连；二氧化硫传感器插口JP2的1引脚接地；二氧化硫传感器插口JP2的2引脚架空；二氧化硫传感器插口JP2的3引脚、第五电阻R5的一端和第七电阻R7的一端相连；第七电阻R7的另一端与第十四滤波电容C14的一端相连并接地；第五电阻R5的另一端、第十四滤波电容C14的另一端和芯片U6A LM324AN的2引脚相连；芯片U6A LM324AN的4引脚接地；芯片U6A LM324AN的11引脚与VDD5.0相连；芯片U6A LM324AN的3引脚、1引脚与控制器U1 STM32F101V3的ADC1引脚相连；所述的报警装置包括第六电阻R6、三极管Q1、报警器LS1；第六电阻R6的一端、三极管Q1的1引脚与VDD3.3相连；第六电阻R6的另一端、三极管Q1的2引脚与控制器U1 STM32F101V3的PB1引脚相连；三极管Q1的3引脚与报警器LS1的一端相连；报警器LS1的另一端接地；所述的显示模块包括液晶屏插口J1 LCD12864、第八电阻R8和第九电阻R9；液晶屏插口J1 LCD12864的1引脚与第八电阻R8的一端相连并接地；液晶屏插口J1 LCD12864的2引脚与VDD5.0相连；液晶屏插口J1 LCD12864的3引脚、第八电阻R8的另一端与第九电阻R9的一端相连；液晶屏插口J1 LCD12864的4引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE14引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的5引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE13引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的6引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE12引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的7引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE11引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的8引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE10引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的9引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE9引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的10引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE8引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的11引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE7引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的12引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE6引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的13引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE5引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的14引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE4引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的15引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE3引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的16引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE2引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的17引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE1引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的18引脚与处理器U1 STM32F101V3的PE0引脚相连；液晶屏插口J1 LCD12864的19引脚与第九电阻R9的另一端相连；液晶屏插口J1 LCD12864的20引脚与VDD5.0相连。