家用燃气智能监测控制系统设计
家庭使用的天燃气需要进行实时的监测，防止天然气由于泄露而发生意外事故。针对这种情况，需要采用先进的燃气检测技术来实现燃气信号的检测，达到预警的功能。为此，本文设计了家用燃气智能监测控制系统。采用主流的控制AT89C51单片机主控芯片，实现家用燃气智能监测系统的驱动。系统工作后，系统内部的天燃气传感器进入到工作状态，实现家用燃气信号的检测。检测到的燃气信号利用主控芯片处理，然后，在LCD1602液晶显示器输出家用天然气的采集信号。为了更一步加强燃气信号的监测，系统还设计了家庭内部温度信号的检测，通过DS18B20实现燃气灶台旁的温度检测，燃气发生外泄且燃气灶台旁温度过高，系统将会实现自主报警，提醒用户注意安全，家庭内部燃气外泄，请及时处理。这种燃气监测系统，能够保证用户使用天然气的安全，可大大减少天燃气事故的发生。
目录
一、引言 1
二、家用燃气智能监测控制系统方案设计 2
(一)设计方案 2
(二)任务要求 2
三、硬件设计 4
(一)单片机时钟电路 4
(二)单片机复位电路 4
(三)LCD1602液晶显示电路 4
(四)DS18B20温度检测电路 5
(五)天然气信号检测电路 6
(六)按键设定电路 6
(七)声光报警电路 7
四、软件设计 8
(一)系统主流程图 8
(二)温度检测流程 9
(三)LCD液晶显示流程 10
五、实物设计与调试 11
(一)实物制作 11
(二)系统调试 12
六、总 结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录 18
附录一 原理图 18
附录二 实物图 19
附录二 源程序 20
一、引言
人们的家庭生活方式也在不断的进步，智能家居的到来，家用安防系统也在不断的升级和推新。居民生活条件的改善，家用的灶台由人工烧火逐渐转变为煤气生火，现如今更是采用天燃气来实现灶台的生火，这种方式更为可靠且相对于煤气更加的经济实用，在这种情况下带来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
了新的问题，如果天燃气发生泄漏，将会导致火灾，造成家庭内部人员伤亡以及家庭成员财产造成损失。无论那种情况，均不是家庭内部人员想要看到的情况，为此，在家庭使用天燃气的时候，需要及时有效的做好家用天燃气的监测工作，这是必不可少。为此需要采用合理的控制器实现家庭使用的天燃气需要进行实时的监测，防止天然气由于泄露而发生意外事故。大学中自己学过单片机控制技术，采用单片机微控制器可以实现天燃气智能信号的采集与监测，在结合单片机外部的一些温度传感器、天燃气传感器、还有显示器、报警器等可以实现灶台使用过程中，天然气的实时监测，可有效的做好预防工作。在天燃气智能监测控制系统中，如果天燃气传感器进入到工作状态，将会实现家用燃气信号的检测。检测到的燃气信号利用主控芯片处理，然后，在LCD1602液晶显示器输出家用天然气的采集信号，家庭内部的成员，在使用天燃气的过程中可以实时的了解天然气是否有外泄。并且，系统中还加入了温度的实时检测，当家庭人员不在灶台旁，既可以了解燃气的情况又能实时的检查燃气环境内的温度情况，起到了一举二得作用，这种燃气监测系统，能够保证用户使用天然气的安全，可大大减少天燃气事故的发生，在未来的家庭燃气使用中，有很高的推广价值。
二、家用燃气智能监测控制系统方案设计
(一)设计方案
家用天燃气智能监测控制系统通过单片机来实现整个系统的驱动控制，当家庭内部天燃气使用时可实现天燃气以及灶台旁温度检测，并可以通过LCD1602液晶监测器实现家用天燃气的相关信号的监测，达到天燃气外泄预警的功能。根据此要求，完成的具体的设计方案如下：
家用燃气智能监测控制系统，采用主流的AT89C51单片机主控芯片，实现家用燃气智能监测系统的驱动。系统工作后，系统内部的天燃气传感器进入到工作状态，实现家用燃气信号的检测。检测到的燃气信号利用主控芯片处理，然后，在LCD1602液晶显示器输出家用天然气的采集信号。为了更一步加强燃气信号的监测，系统还设计了家庭内部温度信号的检测，通过DS18B20实现燃气灶台旁的温度检测，燃气发生外泄且燃气灶台旁温度过高，系统将会实现自主报警，提醒用户注意安全，家庭内部燃气外泄，请及时处理。另外，还可以通过预警设定，实现家用天燃气的信号的实时预警设定，家用天燃气的环境温度信号的实时预警设定。这种设计出来的家用天燃气控制系统将会更加的完善。完成的家用燃气智能监测控制系统设计框图如图21所示。
图21 家用燃气智能监测控制系统设计框图
(二)任务要求
在家用然气智能监测控制系统中，从设计的总方案设计中可知，本课题设计功能要求细分如下：
（1）通过天然气传感器实时的检测到家用天燃气在使用时泄露到环境内的信号。
（2）通过DS18B20温度传感器实时的采集家庭内部的温度信号。
（3）通过LCD液晶显示器能实时的显示到的环境温度信号、以及天燃气的信号。
（4）当检测的温度和天燃气信号达到了预警值时，此时家用天燃气智能监测控制会发出声光报警信号。
（5）通过按键实现监测温度和天燃气信号的报警值设定。
三、硬件设计
(一)单片机时钟电路
在家用然气智能监测控制系统中，采用单片机时钟电路来提供单片机的工作周期，保证单片机能可靠的实现工作。本次设计的单片机时钟电路如图31所示：
图31 时钟电路
在家用然气智能监测控制系统中，晶振电路由C2、C3、Y1石英晶体组成。通过12MHz的晶振提供单片机的工作机器周期为1us。
(二)单片机复位电路
在家用然气智能监测控制系统中，完成的单片机复位电路如图32所示：
图32 单片机复位电路
在家用然气智能监测控制系统中，复位电路K1、R2、C1、单片机芯片组成。启动单片机的供电电源后，单片机的RST高电平复位，高电平的时间为C1与R32的微分时间，初始化完成后，单片机进入工作状态。若在家用天燃气在设计的过程中，需要复位测量的数据，按下开关K1进入到复位状态。
目录
一、引言 1
二、家用燃气智能监测控制系统方案设计 2
(一)设计方案 2
(二)任务要求 2
三、硬件设计 4
(一)单片机时钟电路 4
(二)单片机复位电路 4
(三)LCD1602液晶显示电路 4
(四)DS18B20温度检测电路 5
(五)天然气信号检测电路 6
(六)按键设定电路 6
(七)声光报警电路 7
四、软件设计 8
(一)系统主流程图 8
(二)温度检测流程 9
(三)LCD液晶显示流程 10
五、实物设计与调试 11
(一)实物制作 11
(二)系统调试 12
六、总 结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录 18
附录一 原理图 18
附录二 实物图 19
附录二 源程序 20
一、引言
人们的家庭生活方式也在不断的进步，智能家居的到来，家用安防系统也在不断的升级和推新。居民生活条件的改善，家用的灶台由人工烧火逐渐转变为煤气生火，现如今更是采用天燃气来实现灶台的生火，这种方式更为可靠且相对于煤气更加的经济实用，在这种情况下带来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
了新的问题，如果天燃气发生泄漏，将会导致火灾，造成家庭内部人员伤亡以及家庭成员财产造成损失。无论那种情况，均不是家庭内部人员想要看到的情况，为此，在家庭使用天燃气的时候，需要及时有效的做好家用天燃气的监测工作，这是必不可少。为此需要采用合理的控制器实现家庭使用的天燃气需要进行实时的监测，防止天然气由于泄露而发生意外事故。大学中自己学过单片机控制技术，采用单片机微控制器可以实现天燃气智能信号的采集与监测，在结合单片机外部的一些温度传感器、天燃气传感器、还有显示器、报警器等可以实现灶台使用过程中，天然气的实时监测，可有效的做好预防工作。在天燃气智能监测控制系统中，如果天燃气传感器进入到工作状态，将会实现家用燃气信号的检测。检测到的燃气信号利用主控芯片处理，然后，在LCD1602液晶显示器输出家用天然气的采集信号，家庭内部的成员，在使用天燃气的过程中可以实时的了解天然气是否有外泄。并且，系统中还加入了温度的实时检测，当家庭人员不在灶台旁，既可以了解燃气的情况又能实时的检查燃气环境内的温度情况，起到了一举二得作用，这种燃气监测系统，能够保证用户使用天然气的安全，可大大减少天燃气事故的发生，在未来的家庭燃气使用中，有很高的推广价值。
二、家用燃气智能监测控制系统方案设计
(一)设计方案
家用天燃气智能监测控制系统通过单片机来实现整个系统的驱动控制，当家庭内部天燃气使用时可实现天燃气以及灶台旁温度检测，并可以通过LCD1602液晶监测器实现家用天燃气的相关信号的监测，达到天燃气外泄预警的功能。根据此要求，完成的具体的设计方案如下：
家用燃气智能监测控制系统，采用主流的AT89C51单片机主控芯片，实现家用燃气智能监测系统的驱动。系统工作后，系统内部的天燃气传感器进入到工作状态，实现家用燃气信号的检测。检测到的燃气信号利用主控芯片处理，然后，在LCD1602液晶显示器输出家用天然气的采集信号。为了更一步加强燃气信号的监测，系统还设计了家庭内部温度信号的检测，通过DS18B20实现燃气灶台旁的温度检测，燃气发生外泄且燃气灶台旁温度过高，系统将会实现自主报警，提醒用户注意安全，家庭内部燃气外泄，请及时处理。另外，还可以通过预警设定，实现家用天燃气的信号的实时预警设定，家用天燃气的环境温度信号的实时预警设定。这种设计出来的家用天燃气控制系统将会更加的完善。完成的家用燃气智能监测控制系统设计框图如图21所示。
图21 家用燃气智能监测控制系统设计框图
(二)任务要求
在家用然气智能监测控制系统中，从设计的总方案设计中可知，本课题设计功能要求细分如下：
（1）通过天然气传感器实时的检测到家用天燃气在使用时泄露到环境内的信号。
（2）通过DS18B20温度传感器实时的采集家庭内部的温度信号。
（3）通过LCD液晶显示器能实时的显示到的环境温度信号、以及天燃气的信号。
（4）当检测的温度和天燃气信号达到了预警值时，此时家用天燃气智能监测控制会发出声光报警信号。
（5）通过按键实现监测温度和天燃气信号的报警值设定。
三、硬件设计
(一)单片机时钟电路
在家用然气智能监测控制系统中，采用单片机时钟电路来提供单片机的工作周期，保证单片机能可靠的实现工作。本次设计的单片机时钟电路如图31所示：
图31 时钟电路
在家用然气智能监测控制系统中，晶振电路由C2、C3、Y1石英晶体组成。通过12MHz的晶振提供单片机的工作机器周期为1us。
(二)单片机复位电路
在家用然气智能监测控制系统中，完成的单片机复位电路如图32所示：
图32 单片机复位电路
在家用然气智能监测控制系统中，复位电路K1、R2、C1、单片机芯片组成。启动单片机的供电电源后，单片机的RST高电平复位，高电平的时间为C1与R32的微分时间，初始化完成后，单片机进入工作状态。若在家用天燃气在设计的过程中，需要复位测量的数据，按下开关K1进入到复位状态。
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