煤气泄漏监控系统软件设计(附件)
为了避免由于煤气泄露而造成的损失，人们会采用各种手段来防止这些事故的发生。本文基于AT89C51单片机设计了一种新的煤气泄漏监控系统，利用MQ-5气敏传感器作为气体检测装置。这一系统可以实时检测当前环境一氧化碳浓度，并通过数码管显示数值。一旦检测到有煤气泄露，则发出声光报警信号，自动切断燃气阀门，打开排气扇进行通风，来降低一氧化碳的浓度，快速处理危险情况。经实验表明，本系统可以实现煤气泄漏监控的各项功能，在最大程度上确保了煤气在生活使用中的安全，完成了系统设计任务。关键词 煤气泄漏，单片机，气体传感器，数据采集目 录
1 引言 1
1．1 本课题研究的意义 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3 课题研究的主要内容 2
2 系统总体设计方案 3
2．1 硬件系统总体方案设计 3
2．2 软件系统总体方案设计 4
3 软件单元模块设计 5
3．1 系统软件设计思想 5
3．2 单片机最小系统软件设计 7
3．3 A/D转换模块软件设计 10
3．4 按键模块软件设计 12
3．5 显示模块软件设计 13
3．6 声光报警模块软件设计 14
3．7 数据处理模块软件设计 16
4 系统仿真和调试 16
4．1 软件仿真工具 16
4．2 Keil C51与Proteus的联调 21
4．3 软件仿真调试 21
4．4 硬件电路调试 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录：应用程序 27
1阴引言
在如今经济和科学技术迅速发展的时代，人们越来越期望去提高生活质量和改善生活环境。液化气与煤气的使用极大的方便了人们的家庭生活，人们生活质量也明显改善了，但是与此同时，危险也悄然的埋伏在了人们的身边。在液化气与燃气中，最主要的危险源是无色无味的一氧化碳。在生活中，非常不容易为人们所察觉。使用中，如果人们忽视了管道和阀门的密封性，这些气体燃料一旦
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序 27
1阴引言
在如今经济和科学技术迅速发展的时代，人们越来越期望去提高生活质量和改善生活环境。液化气与煤气的使用极大的方便了人们的家庭生活，人们生活质量也明显改善了，但是与此同时，危险也悄然的埋伏在了人们的身边。在液化气与燃气中，最主要的危险源是无色无味的一氧化碳。在生活中，非常不容易为人们所察觉。使用中，如果人们忽视了管道和阀门的密封性，这些气体燃料一旦泄露出去，则很容易引起人员中毒，造成火灾或爆炸，严重危害了居民安全。为了避免危险事故的发生，确保人员与家庭生活安全，我们必须引进先进可靠的安全检测系统，及时检测当前一氧化碳浓度，及时发现存在的危险，进而采取相应的有效措施。
1.1本本课题研究的意义
煤气的使用，极大的方便了人们的家庭生活，生活质量得到改善，但与此同时，潜伏在人们身边的危险也无处不在。室内煤气一旦泄漏，往往伴随着巨大的事故与损失。在这种现实情况下，我们进行了本次设计。在室内安置一种能够检测煤气泄漏，一旦发现泄漏，可采取相应措施的装置，例如，报警、关闭阀门、开启排气扇等。报警早，损失小，及时发现，可避免因煤气泄漏带来的危险事故的发生，减少不必要的麻烦，给人们提供安全、放心的生活环境。
燃气行业在全国的发展极为迅猛，在城镇居民用户中天然气、煤气等清洁能源的应用极为广泛，科技发达了，在我国各项工程的快速推进之中，燃气这一兴新行业正在蓬勃发展，激发了无限的潜力。目前，在我国许多城市都铺设了煤气管道，煤气进入了家家户户，使用的人口高达两亿人左右。随着全社会对煤气泄漏带来的人身安全隐患重视的提高，人们对煤气泄漏监控报警器的需求量也在不断的增长。
1.2过国内外研究现状
国外于1930年左右，就开始潜心研究气体传感器的开发，并且迅速的发展起来。一方面是因为在政府安全法规的推动下，气体传感器市场快速增长，另一方面原因是为了满足人们对环境安全与生活舒适度的高要求。根据相关统计，1996年至2002年，美国研发气体传感器的年增长率为百分之三十左右。时代在发展，传感器的生产工艺水平也在慢慢提高，小型化与高集成的传感器成为主流，市场上气体检测仪器的体积变得越来越小，这也使得气体检测仪更加方便的为人们所携带，更加有利于工业生产、交通运输以及市场推广。
日本于1963年开发完成了第一台家用燃气泄漏报警装置，第二年12月又在此基础上改良完成了一台可检测燃气、一氧化碳等多种气体的报警器，这些报警装置可以被安置于家庭厨房、浴室等地方。
在我国，1970年开始，可燃性气体报警器开始被研制。后来由各个工厂大批量生产各类型号，数量不断增加。在应用方面，气体传感器开始逐渐深入各个领域，从家庭使用、工业生产，到科研、教育领域，甚至很多危险的作业环境，都需要传感器的帮助。值得一提的是，我国自己生产的气体传感器，可以检测多种不同的气体，并且在真正运作过程中，性能非常稳定。但我国对传感器的研发，并不是独立的，需要对国外先进技术以及生产工艺进行深入研究与获取，才能开发出具有自身特色的气体传感器。下列三种是气体检测报警器的主要类型：
（1）民用可燃性气体检测报警器是人们经常用于家庭室内一氧化碳浓度检测的燃气报警器，这类报警器多数情况下都会被安装在浴室或厨房内部。检测器实时检测当前一氧化碳浓度，并通过LED数码管进行显示，当检测到浓度高于设定值时，声光报警器就会响起，提醒室内人员注意安全，并且自动关闭燃气阀门，开启排风扇，把一氧化碳气体排出至室外，以降低当前一氧化碳的浓度值。
（2）有毒有害气体检测报警器在原理和应用方面与工业用可燃性气体检测报警器除了在检测探头处稍微有点不同之外，其它的都非常相似。
1.3客课题研究的主要内容
通过本次设计，需要该煤气泄漏监控系统实现的功能是：实时检测空气中CO的浓度，并通过LED数码管进行显示数值，当浓度超过限定值时，触发报警装置同时关闭阀门，启动排气装置，以此降低一氧化碳浓度。本设计需要完成的是编写语言的选择，主程序/子程序流程的设计、相关信号的采集和处理、初始化、显示和报警等单片机程序的编写，软/硬件结合调试与演示。
本系统具有以下功能和特点：（1）成本低廉；（2）对煤气泄漏准确报警并同时关闭燃气阀门，启动排气装置；（3）将该装置放在合适的位置，不需要专业人员操作，插上电源即可；（4）能够减少煤气泄漏带来的危害，给城镇居民提供一个安全舒适的生活环境。
2系系统总体方案设计
为了克服煤气泄漏带来的问题，本系统采用单片机对室内一氧化碳浓度进行监控，实现煤气泄漏监控的自动化。同时，需要把软硬件设计结合起来，可以对系统实现更好的控制。最后通过LED数码管来显示当前室内一氧化碳浓度值，一旦浓度超过限定值，就会触发声光报警装置，切断燃气阀门，打开排气扇，以此降低一氧化碳浓度，保护人身安全。
2.1及硬件系统总体方案设计
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1 引言 1
1．1 本课题研究的意义 1
1．2 国内外研究现状 1
1．3 课题研究的主要内容 2
2 系统总体设计方案 3
2．1 硬件系统总体方案设计 3
2．2 软件系统总体方案设计 4
3 软件单元模块设计 5
3．1 系统软件设计思想 5
3．2 单片机最小系统软件设计 7
3．3 A/D转换模块软件设计 10
3．4 按键模块软件设计 12
3．5 显示模块软件设计 13
3．6 声光报警模块软件设计 14
3．7 数据处理模块软件设计 16
4 系统仿真和调试 16
4．1 软件仿真工具 16
4．2 Keil C51与Proteus的联调 21
4．3 软件仿真调试 21
4．4 硬件电路调试 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录：应用程序 27
1阴引言
在如今经济和科学技术迅速发展的时代，人们越来越期望去提高生活质量和改善生活环境。液化气与煤气的使用极大的方便了人们的家庭生活，人们生活质量也明显改善了，但是与此同时，危险也悄然的埋伏在了人们的身边。在液化气与燃气中，最主要的危险源是无色无味的一氧化碳。在生活中，非常不容易为人们所察觉。使用中，如果人们忽视了管道和阀门的密封性，这些气体燃料一旦
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
序 27
1阴引言
在如今经济和科学技术迅速发展的时代，人们越来越期望去提高生活质量和改善生活环境。液化气与煤气的使用极大的方便了人们的家庭生活，人们生活质量也明显改善了，但是与此同时，危险也悄然的埋伏在了人们的身边。在液化气与燃气中，最主要的危险源是无色无味的一氧化碳。在生活中，非常不容易为人们所察觉。使用中，如果人们忽视了管道和阀门的密封性，这些气体燃料一旦泄露出去，则很容易引起人员中毒，造成火灾或爆炸，严重危害了居民安全。为了避免危险事故的发生，确保人员与家庭生活安全，我们必须引进先进可靠的安全检测系统，及时检测当前一氧化碳浓度，及时发现存在的危险，进而采取相应的有效措施。
1.1本本课题研究的意义
煤气的使用，极大的方便了人们的家庭生活，生活质量得到改善，但与此同时，潜伏在人们身边的危险也无处不在。室内煤气一旦泄漏，往往伴随着巨大的事故与损失。在这种现实情况下，我们进行了本次设计。在室内安置一种能够检测煤气泄漏，一旦发现泄漏，可采取相应措施的装置，例如，报警、关闭阀门、开启排气扇等。报警早，损失小，及时发现，可避免因煤气泄漏带来的危险事故的发生，减少不必要的麻烦，给人们提供安全、放心的生活环境。
燃气行业在全国的发展极为迅猛，在城镇居民用户中天然气、煤气等清洁能源的应用极为广泛，科技发达了，在我国各项工程的快速推进之中，燃气这一兴新行业正在蓬勃发展，激发了无限的潜力。目前，在我国许多城市都铺设了煤气管道，煤气进入了家家户户，使用的人口高达两亿人左右。随着全社会对煤气泄漏带来的人身安全隐患重视的提高，人们对煤气泄漏监控报警器的需求量也在不断的增长。
1.2过国内外研究现状
国外于1930年左右，就开始潜心研究气体传感器的开发，并且迅速的发展起来。一方面是因为在政府安全法规的推动下，气体传感器市场快速增长，另一方面原因是为了满足人们对环境安全与生活舒适度的高要求。根据相关统计，1996年至2002年，美国研发气体传感器的年增长率为百分之三十左右。时代在发展，传感器的生产工艺水平也在慢慢提高，小型化与高集成的传感器成为主流，市场上气体检测仪器的体积变得越来越小，这也使得气体检测仪更加方便的为人们所携带，更加有利于工业生产、交通运输以及市场推广。
日本于1963年开发完成了第一台家用燃气泄漏报警装置，第二年12月又在此基础上改良完成了一台可检测燃气、一氧化碳等多种气体的报警器，这些报警装置可以被安置于家庭厨房、浴室等地方。
在我国，1970年开始，可燃性气体报警器开始被研制。后来由各个工厂大批量生产各类型号，数量不断增加。在应用方面，气体传感器开始逐渐深入各个领域，从家庭使用、工业生产，到科研、教育领域，甚至很多危险的作业环境，都需要传感器的帮助。值得一提的是，我国自己生产的气体传感器，可以检测多种不同的气体，并且在真正运作过程中，性能非常稳定。但我国对传感器的研发，并不是独立的，需要对国外先进技术以及生产工艺进行深入研究与获取，才能开发出具有自身特色的气体传感器。下列三种是气体检测报警器的主要类型：
（1）民用可燃性气体检测报警器是人们经常用于家庭室内一氧化碳浓度检测的燃气报警器，这类报警器多数情况下都会被安装在浴室或厨房内部。检测器实时检测当前一氧化碳浓度，并通过LED数码管进行显示，当检测到浓度高于设定值时，声光报警器就会响起，提醒室内人员注意安全，并且自动关闭燃气阀门，开启排风扇，把一氧化碳气体排出至室外，以降低当前一氧化碳的浓度值。
（2）有毒有害气体检测报警器在原理和应用方面与工业用可燃性气体检测报警器除了在检测探头处稍微有点不同之外，其它的都非常相似。
1.3客课题研究的主要内容
通过本次设计，需要该煤气泄漏监控系统实现的功能是：实时检测空气中CO的浓度，并通过LED数码管进行显示数值，当浓度超过限定值时，触发报警装置同时关闭阀门，启动排气装置，以此降低一氧化碳浓度。本设计需要完成的是编写语言的选择，主程序/子程序流程的设计、相关信号的采集和处理、初始化、显示和报警等单片机程序的编写，软/硬件结合调试与演示。
本系统具有以下功能和特点：（1）成本低廉；（2）对煤气泄漏准确报警并同时关闭燃气阀门，启动排气装置；（3）将该装置放在合适的位置，不需要专业人员操作，插上电源即可；（4）能够减少煤气泄漏带来的危害，给城镇居民提供一个安全舒适的生活环境。
2系系统总体方案设计
为了克服煤气泄漏带来的问题，本系统采用单片机对室内一氧化碳浓度进行监控，实现煤气泄漏监控的自动化。同时，需要把软硬件设计结合起来，可以对系统实现更好的控制。最后通过LED数码管来显示当前室内一氧化碳浓度值，一旦浓度超过限定值，就会触发声光报警装置，切断燃气阀门，打开排气扇，以此降低一氧化碳浓度，保护人身安全。
2.1及硬件系统总体方案设计
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