家用煤气泄漏检测报警
摘 要本文采用AT89C51单片机为智能控制核心，选用灵敏度高、选择性好、使用寿命长、制造成本低的半导体气敏传感器MQ-7组成气体检测模块，利用ADC0808进行数模转换，选用蜂鸣器和LED来组成报警模块。煤气泄漏，经检测超过已设定报警阈值，设单片机完成一次循环所需时间为k，人体能承受的最大浓度时间为100ppm/300s，当连续5分钟测量的浓度值都超过100ppm，编入单片机的程序中能够完成计数器这一功能，那么的那片机会控制声光报警系统进行声光报警若，反之，恢复正常状态，这一功能的实现体现在单片机软件流程图中，以防误报。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2煤气泄漏检测报警器的现状 1
第二章 有害气体检测报警系统的一般组成与原理 3
2.1气体传感器 3
2.1.1气体传感器的分类 3
?2.1.2气体传感器应满足的指标? 4
2.1.3常用气体传感器? 4
2.3单片机 6
2.3.1单片机基本简介 6
2.3.2单片机主要特点 6
第三章 煤气泄漏检测报警系统设计 8
3.1煤气泄漏报警系统的整体设计方案 8
3.2气体传感器的选型 8
3.2.1气体传感器的选用 8
3.2.2半导体气敏传感器MQ7及其外围电路设计 9
3.3气体检测模块的设计 11
3.4控制模块 12
3.5.1 单片机的时钟电路设计 13
3.5.2单片机的复位电路设计 14
3.5.3控制模块的设计 14
3.6外围接口电路的设计 15
3.6.1ADC0808转换器的介绍 15
3.6.2ADC0808转换器外围电路设计 16
3.7声光报警模块的设计 17
3.8单片机的程序流程设计 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
第一章 引言
1.1课题研究的背景及意
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
义
近几年来随着社会的飞速发展以及人们生活水平不断的提高，煤气的使用已经遍及家家户户。但是因为煤气相关装置退化或者人们在使用煤气时的操作不妥等缘故致使的煤气泄漏极大的威胁着人们的性命以及财富资产?。我们所熟知的一氧化碳是没有颜色和味道并且毫无刺激的气体，而当它与空气混合在一起到一定程度范围的时候它就会发生爆炸，它是煤气的主要成分之一。如果不幸煤气泄漏，煤气中的一氧化碳会通过人体呼吸作用随着吸入的氧气进入我们的血液组织，血液中的氧气含量严重不足，致使我们身体组织缺氧，从本质上影响了呼吸系统。因此，怎样防止瓦斯中毒与爆炸已成为迫切需要。研制有效的气体报警器是当今所需，因为它更简单易于使用用，方便居民生活。单片机在日常使用的电子产品中的应用越来越广泛，气体泄漏问题时人们日常生活中经常需要测量和控制的问题。单片机为现在人们生活、就业、休闲提供了更完善的设施。
有关部门已得出结论，气体泄漏报警器是防止气体泄漏事故发生有效率超过95%。因此，本设计选用以单片机为核心的煤气泄漏检测报警系统来预防因煤气泄漏而带来的不必要的伤害和危险，最终这是普及化的设备，市场应用前景广阔。
1.2煤气泄漏检测报警器的现状
当前，普遍的煤气泄漏报警器功能较简单，且机能不够稳定，但是大型的监控体系价格昂贵，有技术人员管理的需求，不适合居家使用。?
家用煤气泄漏的监控和报警仪器是极其关键的煤气装置，是安全使用煤气的最后一道防线。煤气泄漏报警器经过气体传感器检测被测范围中的低含量一氧化碳，把检测到的信息以模拟量的形式传送给智能模块，当一氧化碳含量超出设定值时，仪器的报警灯会闪烁，报警器会发出声音警报。煤气泄漏报警器普遍应用在都市安全防护系统、居民区、企业、工场、教育机构、存货处、化工等范畴。?
当前，由于传感器制造手法技术接连进步，越发集成，致使气体检测装置不断小型化。因为有多种气体在不同的场合下需要使用传感器，所以能有一种传感器可以检测多种气体的装置是传感器探索和研发的方向。在国外，气体传感器的普及率要比国内高很多，并且国外对传感器的创新和研发和应用方面也是很重视，有了很大的成果，并且将开发出的新产品投入生产使用。相比于国外，我国在这几年中对气体传感器的开发研究大有投入也取得了很大的进步，在工艺制造上的技术也越来越精湛，正在慢慢走向成熟，随着社会的发展政府的鼓励，人们对煤气泄漏问题越来越重视，对煤气使用的安全环境的要求越来越高，同时市场正在扩大对一氧化碳传感器的需求。
第二章 有害气体检测报警系统的一般组成与原理
有害气体泄漏检测报警系统需具备探测允许范围内有害气体的含量并具有报警功能的装配，装置一般由气体检测、智能控制部件、报警电路组成。下面图21是一般报警器结构框图。
图21一般报警器结构框图
气体检测模块一般由气体传感器和模拟放大电路构成，将非电信号转换为模拟电信号。模数转换模块将通过煤气检测电路的模拟信号转化成智能模块能识别的数字信息送入智能模块及单片机。单片机在数字信号处理和分析中的数据是大于或等于一个预置的报警限值如果超过了，就会启动报警电路，报警模块发出报警声，反之为正常状态。气体传感器和单片机是气体泄漏报警仪器的2个关键点。
2.1气体传感器
2.1.1气体传感器的分类
气体传感器可以从检测原理上、用途上、输出信号的不同、材料的不同以及制造工艺上进行分类。
检测原理上传感器可以分为物理化学性质、电化学性质还有物理性质性质。
(1)半导体气体传感器和接触式燃烧气体传感器等属于物理化学性质的气体传感器。
(2)物理性质气体传感器包括红外传感器和热导气体传感器等。
(3)电化学性质气体传感器包含了电流型和电势型的气体传感器等等。
根据它们不同的用途，可以把传感器分成：振动传感器、加速度传感器、湿敏传感器、能耗传感器、磁敏传感器、速度传感器、热敏传感器、生物传感器、液面传感器气敏传感器、压力敏和力敏传感器、真空度传感器等等[2]。
在输出信号中作为标准可被分为：?
模拟传感器——它可以把测量出来的非电量转换成模拟的电信号。
数字传感器——它可以把测量出来的非电量直接或者间接的转换成数字输出的信号。[2]?
膺数字传感器——将被测量的信号量转换包含直接或间接转换成周期信号或者频率信号的输出。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2煤气泄漏检测报警器的现状 1
第二章 有害气体检测报警系统的一般组成与原理 3
2.1气体传感器 3
2.1.1气体传感器的分类 3
?2.1.2气体传感器应满足的指标? 4
2.1.3常用气体传感器? 4
2.3单片机 6
2.3.1单片机基本简介 6
2.3.2单片机主要特点 6
第三章 煤气泄漏检测报警系统设计 8
3.1煤气泄漏报警系统的整体设计方案 8
3.2气体传感器的选型 8
3.2.1气体传感器的选用 8
3.2.2半导体气敏传感器MQ7及其外围电路设计 9
3.3气体检测模块的设计 11
3.4控制模块 12
3.5.1 单片机的时钟电路设计 13
3.5.2单片机的复位电路设计 14
3.5.3控制模块的设计 14
3.6外围接口电路的设计 15
3.6.1ADC0808转换器的介绍 15
3.6.2ADC0808转换器外围电路设计 16
3.7声光报警模块的设计 17
3.8单片机的程序流程设计 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
第一章 引言
1.1课题研究的背景及意
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
义
近几年来随着社会的飞速发展以及人们生活水平不断的提高，煤气的使用已经遍及家家户户。但是因为煤气相关装置退化或者人们在使用煤气时的操作不妥等缘故致使的煤气泄漏极大的威胁着人们的性命以及财富资产?。我们所熟知的一氧化碳是没有颜色和味道并且毫无刺激的气体，而当它与空气混合在一起到一定程度范围的时候它就会发生爆炸，它是煤气的主要成分之一。如果不幸煤气泄漏，煤气中的一氧化碳会通过人体呼吸作用随着吸入的氧气进入我们的血液组织，血液中的氧气含量严重不足，致使我们身体组织缺氧，从本质上影响了呼吸系统。因此，怎样防止瓦斯中毒与爆炸已成为迫切需要。研制有效的气体报警器是当今所需，因为它更简单易于使用用，方便居民生活。单片机在日常使用的电子产品中的应用越来越广泛，气体泄漏问题时人们日常生活中经常需要测量和控制的问题。单片机为现在人们生活、就业、休闲提供了更完善的设施。
有关部门已得出结论，气体泄漏报警器是防止气体泄漏事故发生有效率超过95%。因此，本设计选用以单片机为核心的煤气泄漏检测报警系统来预防因煤气泄漏而带来的不必要的伤害和危险，最终这是普及化的设备，市场应用前景广阔。
1.2煤气泄漏检测报警器的现状
当前，普遍的煤气泄漏报警器功能较简单，且机能不够稳定，但是大型的监控体系价格昂贵，有技术人员管理的需求，不适合居家使用。?
家用煤气泄漏的监控和报警仪器是极其关键的煤气装置，是安全使用煤气的最后一道防线。煤气泄漏报警器经过气体传感器检测被测范围中的低含量一氧化碳，把检测到的信息以模拟量的形式传送给智能模块，当一氧化碳含量超出设定值时，仪器的报警灯会闪烁，报警器会发出声音警报。煤气泄漏报警器普遍应用在都市安全防护系统、居民区、企业、工场、教育机构、存货处、化工等范畴。?
当前，由于传感器制造手法技术接连进步，越发集成，致使气体检测装置不断小型化。因为有多种气体在不同的场合下需要使用传感器，所以能有一种传感器可以检测多种气体的装置是传感器探索和研发的方向。在国外，气体传感器的普及率要比国内高很多，并且国外对传感器的创新和研发和应用方面也是很重视，有了很大的成果，并且将开发出的新产品投入生产使用。相比于国外，我国在这几年中对气体传感器的开发研究大有投入也取得了很大的进步，在工艺制造上的技术也越来越精湛，正在慢慢走向成熟，随着社会的发展政府的鼓励，人们对煤气泄漏问题越来越重视，对煤气使用的安全环境的要求越来越高，同时市场正在扩大对一氧化碳传感器的需求。
第二章 有害气体检测报警系统的一般组成与原理
有害气体泄漏检测报警系统需具备探测允许范围内有害气体的含量并具有报警功能的装配，装置一般由气体检测、智能控制部件、报警电路组成。下面图21是一般报警器结构框图。
图21一般报警器结构框图
气体检测模块一般由气体传感器和模拟放大电路构成，将非电信号转换为模拟电信号。模数转换模块将通过煤气检测电路的模拟信号转化成智能模块能识别的数字信息送入智能模块及单片机。单片机在数字信号处理和分析中的数据是大于或等于一个预置的报警限值如果超过了，就会启动报警电路，报警模块发出报警声，反之为正常状态。气体传感器和单片机是气体泄漏报警仪器的2个关键点。
2.1气体传感器
2.1.1气体传感器的分类
气体传感器可以从检测原理上、用途上、输出信号的不同、材料的不同以及制造工艺上进行分类。
检测原理上传感器可以分为物理化学性质、电化学性质还有物理性质性质。
(1)半导体气体传感器和接触式燃烧气体传感器等属于物理化学性质的气体传感器。
(2)物理性质气体传感器包括红外传感器和热导气体传感器等。
(3)电化学性质气体传感器包含了电流型和电势型的气体传感器等等。
根据它们不同的用途，可以把传感器分成：振动传感器、加速度传感器、湿敏传感器、能耗传感器、磁敏传感器、速度传感器、热敏传感器、生物传感器、液面传感器气敏传感器、压力敏和力敏传感器、真空度传感器等等[2]。
在输出信号中作为标准可被分为：?
模拟传感器——它可以把测量出来的非电量转换成模拟的电信号。
数字传感器——它可以把测量出来的非电量直接或者间接的转换成数字输出的信号。[2]?
膺数字传感器——将被测量的信号量转换包含直接或间接转换成周期信号或者频率信号的输出。
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