工厂粉尘监测与报警控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究的背景

粉尘是指悬浮在空气中的固体颗粒，是保持地球温度的最主要原因之一，大气中过多或者过少的粉尘都将对环境产生灾难性的影响。但是在生活或者工作中，生产性粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因之一。长期接触生产性粉尘可引发鼻炎、咽炎、支气管炎等呼吸道疾病以及皮肤黏膜损害、皮疹、皮炎、眼结膜损害。在阳光下接触沥青烟尘，可引起光感性皮炎、眼结膜炎等。吸入有害物质粉尘还可引起急性或慢性中毒、例如焊接作业长期吸入锰尘，可引发锰中毒，铅熔炼作业人员易发生铅中毒等。在日常生产中，粉尘中的游离二氧化硅量越高，引起的病变也会越严重，病变发展速度也就越快。作业场所空气中的粉尘附着于高级、精密仪器、仪表，可使这些设备的精确度下降；附着于机器设备的传动、运转部位，使磨损强剧，使用寿命缩短；粉尘可以使某些化工产品、机械产品、电子产品，如油漆、胶片、电机、集成电路、电容器、电视机、录像机、照像机等质量下降；使人在生产过程中视线受影响，使工作效率降低，使产品质量降低，产品合格率降低，因机器、设备使用寿命缩短，使固定资产投入增加，产品成本上升，市场竞争力减弱。粉尘浓度过高极易引起爆炸，每年因为粉尘灾害而造成的人员伤亡数量极大，给国家造成了大量的经济损失。

当前，国家环保局对粉尘危害特别重视，对现场作业制定了严格的标准，精准把控粉尘的浓度，减少粉尘危害。粉尘检测是以科学的方法，对生产环境中粉尘的含量及其物理化学性状进行测定、分析和检查的工作。从全面了解和掌握粉尘的物理及化学性性状出发，需要检测的项目很多，如粉尘的形状、密度、粒度分布、溶解度、浓度、粉尘的化学成分、荷电性以及爆炸性等。但从安全与卫生学的角度出发，日常粉尘检测项目主要是粉尘浓度、粉尘中游离的含量和粉尘的分散度等。目前，国内外常用的测尘方法主要有滤膜法、β射线法、光电散射法、石英晶体微天平法等。β射线法仪器结构较复杂，对低浓度粉尘的监测时间长，应用方面受到限制;光电散射法测量准确度容易受粉尘颜色影响，对每种粉尘均需用滤膜法测出一个颜色校正系数(俗称k值)来修正所测结果，操作不方便；只有石英晶体微天平法快速且准确，是近年发展方向，研究一种能在短时间内直接测出结果的便携式数字粉尘测定仪，以满足职业卫生和环境监测工作的需要。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：设计一个基于单片机的工厂粉尘监测和报警系统，实现工厂粉尘监测报警功能；该系统应包括：稳压电源、按键输入电路、粉尘传感器、蜂鸣器、单片机接口、lcd显示电路等。本设计采用at89s51单片机作为主控制器。

预期目标1、实时监测粉尘指标

3. 研究的方法与步骤

本系统主要由at89s51单片机及其外围电路、稳压电源、粉尘传感器、a/d转换器、lcd显示电路等部分组成。结合相关的规定以及设计资料，参考比较成熟的设计方案以及研究成果，在查阅相关文献的基础上，采用粉尘传感器进行粉尘的采集，将得到的信息经过单片机处理后在lcd上显示，在超出阈值后从蜂鸣器进行报警，从而实现工厂粉尘监测和报警的功能。

研究步骤：1、查阅有关资料，at89s51单片机原理及研究现状；

4. 参考文献

[1]单片机原理与接口技术，张毅刚著。人民邮电出版社，2016。

[2]新概念51单片机c语言教程（第二版），郭天祥著。电子工业出版社，2018。

[3]刘玉丛. 单片机技术应用课程实践化教学改革的探索[j]. 电子世界,2018。

5. 计划与进度安排

（1）2022-10-27～2022-3-11 查阅相关技术资料，撰写开题报告。

（2）2022-3-12～2022-4-8 硬件功能分析，熟悉单片机（或其他）指令及编程语言。

（3）2022-4-9～2022-5-6 设计电路原理图，编制应用程序。