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毕业论文（设计）

英文翻译

原文标题Human Safety System in Drainage, Unused Well

And Garbage Alerting System for Smart City

译文标题人身安全系统在智能城市排水废弃井和垃圾报

警系统的应用

人身安全系统在智能城市排水废弃井和

垃圾报警系统的应用

V.S.Velladurai，M.Saravanan，R.Vigneshbabu，P.Karthikeyan，A.Dhlipkumar

1 阿迪亚技术学院电子与通信工程系，印度 哥印拜陀

2 阿迪亚技术学院电子与通信工程系，印度 哥印拜陀

3 阿迪亚技术学院电子与通信工程系，印度 哥印拜陀

4 阿迪亚技术学院电子与通信工程系，印度 哥印拜陀

5 阿迪亚技术学院电子与通信工程系，印度 哥印拜陀

摘要：安全在当今世界起着重要的作用，在教育和工作的地方实施良好的安全体系是必要的。这项工作修改了现有的安装在工业中的安全模型，并且该系统也可以用于家庭、村庄、城市和办公室。大部分排水区域和废弃的水池正在形成有毒气体。本工作是主要目标设计基于单片机的有毒气体检测装置，报警系统和气体净化。有害气体H2S、CO和甲烷将被检测并每秒在液晶显示器上显示。如果这些气体超过正常级别，则会立即生成警报，并发出警报

消息发送给用户，这种自动检测和警报的优势是系统通过手动方法实现了快速的响应及时准确地检测到紧急情况并进而首先使用气体净化防止扩散并将有毒气体转化为纯净空气。垃圾警报系统用于控制空气污染。 所有的气体传感器通过移动设备持续监控值，应用程序使用wifi模块。 这个系统可以让城市变得智能并减少人类的死亡。

关键字：空气污染监控，气体传感器，GSM模块，无线网络，气体净化。

介绍

随着技术和人类发展，我们没有关心我们生活的环境因而污染了环境，从而降低了我们生活的地方的质量。 尽管土壤，空气和水污染等污染有几个方面，但其中空气污染是最严重的方面，因为其他方面可以通过视觉和味觉来检测，但受污染的空气很难被检测到，因为它可以是无味无色的，因此对环境污染监测和控制系统的需求日益增长。鉴于有毒化学品污染源不断增加，这些系统应该有迅速检测和量化污染源的能力。有毒气体是造成严重健康影响的一种气体，但也用于大量工业产业。这些气体必须加以监测，这样可以知道它们的正常水平增长并且可以采取适当的预防措施。但目前可用的系统并不便携，而且成本高且难以实施。因此使用嵌入式系统，嵌入式系统是使用微控制器设计的，目的是检测有害气体泄漏，从而避免危及生命。这里检测了硫化氢，一氧化碳和甲烷等有害气体。如果这些有害气体水平如硫化氢浓度超过1000ppm或甲烷浓度超过 10000ppm的正常水平，则立即生成警报，并且将信息发送给授权用户作为警报消息，这使紧急情况的信息更快传递。系统的价格合理，可以很容易地在排水系统和化工行业或植物环绕的未使用井区内实施，以避免危及生命。该系统还支持实时监测空气中存在的气体浓度。由于这种方法是自动的，所以可以及时给出信息，以避免危害人的生命。

嵌入式和实时系统

嵌入式系统是一个术语不一致的领域。 实时系统计算的正确性不仅取决于结果的准确性，还取决于结果产生的时间。 这意味着延迟的答案是错误的。硬实时系统应该始终在最后期限内对事件做出响应，否则系统会失败并危及人的生命，但在软实时系统中，未能达到最终期限会产生错误输出但不会危及人的生命。 所有嵌入式系统或非实时系统，反之亦然。而我们设计的嵌入式系统是一个软实时系统。

嵌入式系统的特点

• 使用单片机执行多种操作
• 全自动
• 紧凑和更快

嵌入式系统的组件

• 专为该应用程序构建的硬件
• 嵌入式操作系统
• 用户界面，如按钮，LCD，数字显示

该项目的主要部分是硬件模型，其中包含足够的嵌入式系统传感器。嵌入式系统是用途广泛的计算机。基于功能和性能要求，嵌入式系统可以分为独立系统，实时系统，联网信息设备和移动设备。 每个嵌入式系统都由围绕中央处理单元（CPU）构建的定制硬件组成，硬件还包含加载软件的内存芯片，留在存储器芯片上的软件也称为固件。

图 1 实时操作系统

硬件系统设计

气体水平通过相应的气体传感器（这里MQ-4，MQ-136和MQ-7分别用于感测H2S和CH4用于演示目的）传送到PIC16F887。 感测到的模拟信号通过ADC转换为数字信号。 感测到的气体水平显示在LCD上; 如果任何一个气体水平超过设定值，则立即生成警报。 同时，警报消息通过GSM调制解调器作为信号给授权用户。系统的框图如图2所示。

系统框图

图 2 系统框图

气体传感器

通常，气体传感器是由检测气体分子的传感器组成。它发送电信号作为与气体浓度成比例的输出。气体传感器没有感觉到特定的气体，因此他们必须倾向于采用分析技术来识别特定的气体。然而，这些分析方法存在着需要熟练的操作人员，专门设计的PC以及响应时间变慢等诸多缺点，而本系统不存在这样的缺点。建议的系统是一个自动化的系统，但它需要在每个危急情况之后重新设置。

这是一种理想的传感器，可以检测我们家中或服务站，储罐环境甚至以H2S气体为燃料的车辆中是否存在危险的硫化氢泄漏。该装置可以很容易地集成到报警电路/单元中，发出警报或提供硫化氢浓度的可视指示。该传感器具有卓越的灵敏度和快速响应时间。当存在目标可燃气体时，传感器的电导率随着气体浓度的升高而升高。

一个简单的电子电路用于将电导率的变化转换为相应的气体浓度输出信号。所示的MQ-7气体传感器用于检测有毒气体，对CO具有高灵敏度，并且对天然气也有响应。它是一款便携式气体检测仪，使用寿命长，成本低。 H2S，CO，Ch4气体传感器的规格如表1所示。

图 3 MQ-4，MQ-7和MQ-136气体传感器

表 1 LPG传感器的规格

GSM

GSM代表全球移动通信系统。GSM提供了建议而不是要求。 如图6所示的GSM模块具有详细定义功能和接口要求的规范，但不涉及硬件。其原因是尽可能少地限制设计者，但仍然使运营商能够从不同的供应商那里购买设备。GSM网络分为三大系统。

• 交换系统（SS）
• 基站系统（BSS）
• 运营和支持系统（OSS）

图 4 GSM模块

软件说明

RTOS（实时操作系统）仅需要特定应用程序所需的操作系统的基本功能。

首先RTOS控制应用程序通过与其他桌面操作系统不同的方式。RTOS的主要特点是其对外部刺激定义的响应时间。

致谢

我想感谢以下人士对本文成功的支持和指导。我将表达我深切的感谢，感谢AIT CBE欧洲经济委员会副主席V.S.Velladurai先生。

结论

用于危险气体检测的嵌入式系统已经完成; 这里只有一种气体（CO）被检测用于演示。气体传感器和各种气体的临界水平应该是已知的，然后这个系统可以用于检测各种排气，废弃井，住宅和工业区域，以避免危害。本系统提供了快速的响应速度，并且危急情况信息的传播速度可以比手动方法更快。

图 5 气体传感器值的图形表示

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