一氧化碳报警器设计(附件)【字数：8934】
摘 要煤气、天然气的使用让人们的生活变得更舒适，更便利。人们的生活也越来越离不开煤气、天然气，它们在人类的生活中也扮演着必不可少的角色。但是任何事物都有两面性，在煤气、天然气带给人们便利的同时，也会给人们的安全带来极大的威胁，人们迫切的需要采取措施来预防煤气和天然气错误使用、泄露引起的中毒和火灾。因此，本文设计了一种一氧化碳报警器来防止中毒和火灾事故的发生。本文设计的一氧化碳报警器选择AT89C51单片机作为主控单元。系统使用的是性能比较稳定且成本较低的MQ-7气体传感器。报警器对室内的一氧化碳浓度进行实时测量，一旦测量到的一氧化碳浓度值超过设定的安全值，报警器开始灯光报警和声音报警。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及其研究现状 1
1.1.1课题研究目的及意义 1
1.1.2课题背景 1
1.1.3一氧化碳报警器概述及其现状 1
1.2设计的基本要求及主要任务 2
1.2.1课题设计的基本要求 2
1.2.2课题的基本工作内容 2
第二章 方案设计 3
2.1系统组成 3
2.2方案设计 3
2.2.1控制器 3
2.2.2 CO气体采集模块 3
2.2.3按键模块 4
2.2.4显示模块 4
第三章 硬件电路设计 5
3.1芯片介绍及电路模块设计 5
3.1.1 AT89C51单片机简介 5
3.1.2 MQ7传感器电路 7
3.1.3 A/D转换电路 9
3.1.4显示电路 13
3.1.5报警电路 16
3.1.6按键电路 17
第四章 软件设计 19
4.1主程序流程图设计 19
4.2 A/D转换程序流程图设计 20
4.3按键电路程序流程图设计 20
4.4液晶显示电路程序流程图设计 21
第五章 硬件制作与调试 23
5.1设计软件 23
5.1.1 Proteus仿真软件 23< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 5.1.2 51单片机开发软件 24
5.1.3 Altium Designer设计软件 25
5.2硬件调试 27
第六章 结论和展望 29
6.1结论 29
6.2展望 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
第一章 绪论
1.1课题背景及其研究现状
1.1.1课题研究目的及意义
一氧化碳主要是由于燃料的不完全燃烧产生的，不易被人发觉，且极易引起中毒和火灾。可以说，生活中处处存在着隐患。煤气或液化气的泄露、煤炭等取暖燃料燃烧的不完全、烟筒和排气管的堵塞造成的废气回流等都会导致室内一氧化碳浓度增加。
本课题面向普通家庭的使用进行报警器设计，其优点在于：
1）能够对一氧化碳进行及时、准确的报警且制作成本较低。
2）不需要专业人员操作，能够连续的使用，方便且快捷。
3）可以防止一氧化碳泄露引起的安全事故，为人们保驾护航。
1.1.2课题背景
一氧化碳难溶于水、活性炭很难吸附且跟空气一样无色无味，令人无法辨识，所以即使发生泄露也不会轻易被人们发现。一旦人体吸入较高浓度的一氧化碳或吸入较低浓度的一氧化碳时间较长，都会导致急性的一氧化碳中毒。
氧气结合血红蛋白的能力远远不如一氧化碳结合血红蛋白，一旦一氧化碳被吸入人体，血红蛋白会首先与结合能力较强的一氧化碳结合，就会大大降低人体血液的运氧能力。人体如果吸入一氧化碳，一氧化碳会迅速的结合人体血液中的血红蛋白形成碳氧血红蛋白，令血红蛋白失去携氧能力，会使得人体血液中的碳氧血红蛋白含量快速的增加。当碳氧血红蛋白在人体血液中的含量超过5%时，便会开始慢性伤害人体。而一旦超过60%便会使人昏迷休克，不及时进行处理便会致人死亡。由于煤气与现代人们的生活息息相关，而其中毒比较普遍且不易被人察觉，人们急需一种仪器来对室内一氧化碳进行检测和监控，并且在其浓度较高的时候可以产生报警，预防一氧化碳中毒和煤气泄露引起的火灾和爆炸。
1.1.3一氧化碳报警器概述及其现状
按照传感器的种类来将如今市面上的一氧化碳报警器进行分类，一般有半导体式、电化学式、红外吸收式三种。各种类型的传感器在性能、应用和价格等方面优缺点都比较明显，其所适应的场所也都不同。
半导体一氧化碳报警器使用的是半导体技术，价格低廉，使用简单，能够连续长时间的工作，且不用常常更换电池。
电化学一氧化碳报警器使用的是电化学传感器，体型小且灵敏度较高，具有高选择性。其功耗较低，因而工作寿命较长。
红外一氧化碳报警器价格比较昂贵，但其性能相比其它类型报警器较强。
一氧化碳报警器作为一种气体检测仪，顾名思义，其核心是对一氧化碳气体比较敏感的气体传感器，又称为“电子鼻”。当传感器检测腔内检测到一氧化碳气体时，传感器的内部电阻便会随着一氧化碳浓度的变化而变化。并产生电信号，再由报警器的后级线路将其转换成电压信号，并且与浓度成比例变化。通过线性电路线性化信号，再经过处理和分析，最后输出控制信号。并通过显示器显示当前的一氧化碳浓度，浓度过高时报警器开始报警。
误差普遍存在于各类报警器，一氧化碳报警器也不例外。只要把报警器的误差控制在低于5%，此报警器才符合要求。这便要求气体传感器的质量必须过关，精度也必须达到要求。但四周的温湿度对气体传感器的精度影响也比较大，因此在必要的时候需要使用温湿度补偿来减少其对测量的影响，从而提高精度。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及其研究现状 1
1.1.1课题研究目的及意义 1
1.1.2课题背景 1
1.1.3一氧化碳报警器概述及其现状 1
1.2设计的基本要求及主要任务 2
1.2.1课题设计的基本要求 2
1.2.2课题的基本工作内容 2
第二章 方案设计 3
2.1系统组成 3
2.2方案设计 3
2.2.1控制器 3
2.2.2 CO气体采集模块 3
2.2.3按键模块 4
2.2.4显示模块 4
第三章 硬件电路设计 5
3.1芯片介绍及电路模块设计 5
3.1.1 AT89C51单片机简介 5
3.1.2 MQ7传感器电路 7
3.1.3 A/D转换电路 9
3.1.4显示电路 13
3.1.5报警电路 16
3.1.6按键电路 17
第四章 软件设计 19
4.1主程序流程图设计 19
4.2 A/D转换程序流程图设计 20
4.3按键电路程序流程图设计 20
4.4液晶显示电路程序流程图设计 21
第五章 硬件制作与调试 23
5.1设计软件 23
5.1.1 Proteus仿真软件 23< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 5.1.2 51单片机开发软件 24
5.1.3 Altium Designer设计软件 25
5.2硬件调试 27
第六章 结论和展望 29
6.1结论 29
6.2展望 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
第一章 绪论
1.1课题背景及其研究现状
1.1.1课题研究目的及意义
一氧化碳主要是由于燃料的不完全燃烧产生的，不易被人发觉，且极易引起中毒和火灾。可以说，生活中处处存在着隐患。煤气或液化气的泄露、煤炭等取暖燃料燃烧的不完全、烟筒和排气管的堵塞造成的废气回流等都会导致室内一氧化碳浓度增加。
本课题面向普通家庭的使用进行报警器设计，其优点在于：
1）能够对一氧化碳进行及时、准确的报警且制作成本较低。
2）不需要专业人员操作，能够连续的使用，方便且快捷。
3）可以防止一氧化碳泄露引起的安全事故，为人们保驾护航。
1.1.2课题背景
一氧化碳难溶于水、活性炭很难吸附且跟空气一样无色无味，令人无法辨识，所以即使发生泄露也不会轻易被人们发现。一旦人体吸入较高浓度的一氧化碳或吸入较低浓度的一氧化碳时间较长，都会导致急性的一氧化碳中毒。
氧气结合血红蛋白的能力远远不如一氧化碳结合血红蛋白，一旦一氧化碳被吸入人体，血红蛋白会首先与结合能力较强的一氧化碳结合，就会大大降低人体血液的运氧能力。人体如果吸入一氧化碳，一氧化碳会迅速的结合人体血液中的血红蛋白形成碳氧血红蛋白，令血红蛋白失去携氧能力，会使得人体血液中的碳氧血红蛋白含量快速的增加。当碳氧血红蛋白在人体血液中的含量超过5%时，便会开始慢性伤害人体。而一旦超过60%便会使人昏迷休克，不及时进行处理便会致人死亡。由于煤气与现代人们的生活息息相关，而其中毒比较普遍且不易被人察觉，人们急需一种仪器来对室内一氧化碳进行检测和监控，并且在其浓度较高的时候可以产生报警，预防一氧化碳中毒和煤气泄露引起的火灾和爆炸。
1.1.3一氧化碳报警器概述及其现状
按照传感器的种类来将如今市面上的一氧化碳报警器进行分类，一般有半导体式、电化学式、红外吸收式三种。各种类型的传感器在性能、应用和价格等方面优缺点都比较明显，其所适应的场所也都不同。
半导体一氧化碳报警器使用的是半导体技术，价格低廉，使用简单，能够连续长时间的工作，且不用常常更换电池。
电化学一氧化碳报警器使用的是电化学传感器，体型小且灵敏度较高，具有高选择性。其功耗较低，因而工作寿命较长。
红外一氧化碳报警器价格比较昂贵，但其性能相比其它类型报警器较强。
一氧化碳报警器作为一种气体检测仪，顾名思义，其核心是对一氧化碳气体比较敏感的气体传感器，又称为“电子鼻”。当传感器检测腔内检测到一氧化碳气体时，传感器的内部电阻便会随着一氧化碳浓度的变化而变化。并产生电信号，再由报警器的后级线路将其转换成电压信号，并且与浓度成比例变化。通过线性电路线性化信号，再经过处理和分析，最后输出控制信号。并通过显示器显示当前的一氧化碳浓度，浓度过高时报警器开始报警。
误差普遍存在于各类报警器，一氧化碳报警器也不例外。只要把报警器的误差控制在低于5%，此报警器才符合要求。这便要求气体传感器的质量必须过关，精度也必须达到要求。但四周的温湿度对气体传感器的精度影响也比较大，因此在必要的时候需要使用温湿度补偿来减少其对测量的影响，从而提高精度。
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