单片机的煤气泄漏报警系统设计(附件)【字数：9994】
摘 要随着更深入的西部大开发战略。促使煤气、天然气等随着经济的快速发展，必然的出现在普遍的家庭之中。 这些气体能源给人们带来方便的同时，也带来了不可忽视的困扰。最主要的危险源就是其中的一氧化碳（CO）。一氧化碳进入人体后和血液中的血红蛋白相结合，使血液中氧气的含量急剧减少，导致人体因缺氧而死亡。因此对于各种气体检测的研究就变得非常重要。 本次煤气报警的课题设计采用了STM32单片机为核心的报警系统，对煤气泄露进行报警控制。同时选用MQ5可燃气体传感器，将传感器采集到的模拟信号转换为数字电压，经过STM32单片机的处理，并对处理后的数值进行分析，看其气体的浓度值是否大于了设定的浓度值，如果大于设定的浓度值，则会立即启动报警电路，发出警报，反之则不会发生报警。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1课题设计的背景 1
1.2课题设计意义 1
1.3可燃性气体报警器的国内外现状及发展动态 2
第二章 系统结构组成和原理 4
2.1系统构成 4
2.2系统原理 4
第三章 相关器件及技术介绍 5
3.1单片机简介 5
3.1.1STM32单片机介绍? 5
3.1.2单片机最小系统组成 6
3.1.3单片机内部A/DC特性介绍 7
3.2气敏传感器介绍 8
3.2.1MQ5传感器介绍 8
3.3数据滤波算法介绍 10
3.4 OLED显示屏介绍 10
第四章 系统硬件设计 11
4.1单片机工作条件 11
4.2煤气传感器电路 11
4.3报警电路 12
4.3.1蜂鸣器电路 12
4.3.2LED警示 13
4.4 OLED显示器电路 13
第五章 系统软件设计 15
5.1软件系统整体介绍 15
5.2系统流程图 15
5.3系统初始化 16
5.3.1系统时钟初始化 16
5.3.2端口初始化 16
5.3.3A/D模块初始化 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
17
5.4数据的滤波处理 17
5.5报警部分程序设计 18
5.6系统调试部分 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附 录 22
附录A 实物图 22
附录B 系统程序 22
第一章 绪 论
1.1课题设计的背景
随着社会科技不断地高速发展，越来越多的气体能源出现于工业生产之中，普遍与人们的日常生活中。随着气体燃料的普及，各种恶性事故伴之而来，最常见的火灾或者气体泄漏导致一氧化碳的中毒事件时有发生。其中最为严重的就是由于一氧化碳的泄漏而导致中毒的事件。因此，对于相关气体的泄漏检测和报警的设计刻不容缓。
随着科学技术的不断高速发展，传感器和相关的测试技术也不断地完善与发展，已经广泛的投入使用，作用于社会研究中，起着不可忽视的作用。随着集成电路、微电子学等各方面的发展，可以将其与处理信号的相关电路和敏感器件制作在同一块芯片上，从而实现传感器的集成化。将传感器与计算机相结合，使得传感器不仅仅拥有着检测的功能,还能记忆储存、自动化校准等功能，从而使传感器实现了智能化系统。[1]
1.2课题设计意义
社会不断发展，国家政策不断完善，底层人民的生活水平也不断的提高，煤气已经快速的进入了寻常百姓的家里，而煤气不当的使用也就成为了不可忽视的问题，正确的使用煤气是关爱生命的必要。在大力的指导和宣传下，虽然人们在煤气的泄漏上有一定的防范意识，但各种各样的恶性事故仍然时有发生，给人们带来不可挽回的危害，轻者也会对人们的财产造成巨大的损失。经过调查发现，通过测量一氧化碳是否泄漏和泄漏浓度的大小而设计的报警器，可以非常有效地降低事故的发生的概率。而随着计算机不断地普及于寻常百姓的日常生活中，使人们对自己平时的生活品质要求也不断提高，所以人性化、智能化的设计也成为了现代人对生活水平的追求。所以本次对于这个特点做出了相应的设计，可以智能监控煤气泄漏浓度的系统，给人们的财产和生命安全带来可靠性的保障。[2]本次系统设计的普及特点：
电路结构简单，价格相对便宜，可普遍接受；
智能设计系统，实时检测、监控，并能及时发出警报；
安全可靠。
本次设计采用STM32单片机可达到课题设计的要求，可以准确的将传感器采集到的模拟浓度信号转换为数值电压。此类单片机应用较为广泛，简单易学，方便操作。
1.3可燃性气体报警器的国内外现状及发展动态
在上世纪前期的时候，在外国就已经有人在研发有关的气体的传感器，并且迅速的发展起来。一方面是因为随着生活水平的不断提升，人们在安全方面的要求也不断增加，对于自身的环境和生活质量也有着越来越高的要求；另一方面是由于国家政府发表的安全法规的支持，从而使得传感器的市场不断壮大发展。根据相关数据统计，美国在自1996后的几年内，气体传感器的使用率也不断的增长，甚至年均增长率高达28%左右，随着科学技术的不断提高，传感器生产技术的水平也越来越高，在传感器大小不断缩的同时，集成度却越来越大，使用于检测气体的仪器体积也越来越小型化，方便于携带，有利于市场的广大推销。[3]
1963年5月，日本完成首台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，1964年底，经过改进后的产品出现，改进后的产品可以检测到可燃性的气体以及CO等，可以将其安装在浴室、厨房等，或者集中监控。
我国是在70年代初才开始对气体报警器进行研究，生产的型号和种类多样化，比较齐全，使用的范围也逐步扩大，不再是只适用于炼油系统了，而是扩展到几乎所有的危险作业环境中的各类报警，对于报警器的需求量也就越来越多，其产量不断增加。我国在引进国外先进技术的基础上，不断发展与完善，形成了自己独有的特色，近些年来，无论是在对于气体的选择性来看，还是产品的稳定性来看都有着质的飞跃。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1课题设计的背景 1
1.2课题设计意义 1
1.3可燃性气体报警器的国内外现状及发展动态 2
第二章 系统结构组成和原理 4
2.1系统构成 4
2.2系统原理 4
第三章 相关器件及技术介绍 5
3.1单片机简介 5
3.1.1STM32单片机介绍? 5
3.1.2单片机最小系统组成 6
3.1.3单片机内部A/DC特性介绍 7
3.2气敏传感器介绍 8
3.2.1MQ5传感器介绍 8
3.3数据滤波算法介绍 10
3.4 OLED显示屏介绍 10
第四章 系统硬件设计 11
4.1单片机工作条件 11
4.2煤气传感器电路 11
4.3报警电路 12
4.3.1蜂鸣器电路 12
4.3.2LED警示 13
4.4 OLED显示器电路 13
第五章 系统软件设计 15
5.1软件系统整体介绍 15
5.2系统流程图 15
5.3系统初始化 16
5.3.1系统时钟初始化 16
5.3.2端口初始化 16
5.3.3A/D模块初始化 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
17
5.4数据的滤波处理 17
5.5报警部分程序设计 18
5.6系统调试部分 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附 录 22
附录A 实物图 22
附录B 系统程序 22
第一章 绪 论
1.1课题设计的背景
随着社会科技不断地高速发展，越来越多的气体能源出现于工业生产之中，普遍与人们的日常生活中。随着气体燃料的普及，各种恶性事故伴之而来，最常见的火灾或者气体泄漏导致一氧化碳的中毒事件时有发生。其中最为严重的就是由于一氧化碳的泄漏而导致中毒的事件。因此，对于相关气体的泄漏检测和报警的设计刻不容缓。
随着科学技术的不断高速发展，传感器和相关的测试技术也不断地完善与发展，已经广泛的投入使用，作用于社会研究中，起着不可忽视的作用。随着集成电路、微电子学等各方面的发展，可以将其与处理信号的相关电路和敏感器件制作在同一块芯片上，从而实现传感器的集成化。将传感器与计算机相结合，使得传感器不仅仅拥有着检测的功能,还能记忆储存、自动化校准等功能，从而使传感器实现了智能化系统。[1]
1.2课题设计意义
社会不断发展，国家政策不断完善，底层人民的生活水平也不断的提高，煤气已经快速的进入了寻常百姓的家里，而煤气不当的使用也就成为了不可忽视的问题，正确的使用煤气是关爱生命的必要。在大力的指导和宣传下，虽然人们在煤气的泄漏上有一定的防范意识，但各种各样的恶性事故仍然时有发生，给人们带来不可挽回的危害，轻者也会对人们的财产造成巨大的损失。经过调查发现，通过测量一氧化碳是否泄漏和泄漏浓度的大小而设计的报警器，可以非常有效地降低事故的发生的概率。而随着计算机不断地普及于寻常百姓的日常生活中，使人们对自己平时的生活品质要求也不断提高，所以人性化、智能化的设计也成为了现代人对生活水平的追求。所以本次对于这个特点做出了相应的设计，可以智能监控煤气泄漏浓度的系统，给人们的财产和生命安全带来可靠性的保障。[2]本次系统设计的普及特点：
电路结构简单，价格相对便宜，可普遍接受；
智能设计系统，实时检测、监控，并能及时发出警报；
安全可靠。
本次设计采用STM32单片机可达到课题设计的要求，可以准确的将传感器采集到的模拟浓度信号转换为数值电压。此类单片机应用较为广泛，简单易学，方便操作。
1.3可燃性气体报警器的国内外现状及发展动态
在上世纪前期的时候，在外国就已经有人在研发有关的气体的传感器，并且迅速的发展起来。一方面是因为随着生活水平的不断提升，人们在安全方面的要求也不断增加，对于自身的环境和生活质量也有着越来越高的要求；另一方面是由于国家政府发表的安全法规的支持，从而使得传感器的市场不断壮大发展。根据相关数据统计，美国在自1996后的几年内，气体传感器的使用率也不断的增长，甚至年均增长率高达28%左右，随着科学技术的不断提高，传感器生产技术的水平也越来越高，在传感器大小不断缩的同时，集成度却越来越大，使用于检测气体的仪器体积也越来越小型化，方便于携带，有利于市场的广大推销。[3]
1963年5月，日本完成首台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，1964年底，经过改进后的产品出现，改进后的产品可以检测到可燃性的气体以及CO等，可以将其安装在浴室、厨房等，或者集中监控。
我国是在70年代初才开始对气体报警器进行研究，生产的型号和种类多样化，比较齐全，使用的范围也逐步扩大，不再是只适用于炼油系统了，而是扩展到几乎所有的危险作业环境中的各类报警，对于报警器的需求量也就越来越多，其产量不断增加。我国在引进国外先进技术的基础上，不断发展与完善，形成了自己独有的特色，近些年来，无论是在对于气体的选择性来看，还是产品的稳定性来看都有着质的飞跃。
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