基于单片机的燃气泄漏报警器-论文.docx

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1、裔存2建之境QILUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科毕业设计（论文）题目基于单片机的燃气泄漏报警器学院名称电气工程与自动化专业班级通信10-2学生姓名张禹磊导师姓名吴昌磊2023年6月4日基于单片机的燃气泄漏报警器作者姓名张禹磊专业通信工程指导教师姓名吴昌磊专业技术职务讲师目录摘要1第一章绪论21.1 燃气泄漏报警的概述21.2 燃气泄漏报警的现状21.3 燃气泄漏报警的开展趋势21.4 燃气泄漏报警研究意义与目的31.5 设计任务3第二章燃气泄漏报警系统的方案设计32.1 燃气报警系统的设计思路32.2 气体传感器的选型4气体传感器介绍4气体传感器的选定62. 3燃气泄露报警

2、系统的整体设计方案7燃气泄露报警器工作原理7燃气泄露报警器的结构7气体检测报警器的功能8第三章燃气泄漏报警系统的硬件局部设计83.1主控电路的设计8半导体气敏传感器简介8单片机的选择113. 1.3AT89C51单片机的根本结构123. 1.4AT89C51单片机的引脚123. 1.5AT89C51单片机的时钟电路133. 1.6AT89C51单片机的复位电路143.2外围接口电路的设计143. 2.1ADC0808转换器的介绍144. 2.2ADC0808转换器和AT89C51单片机的接口电路155. 2.3数码管显示电路156. 2.4声音报警电路153. 2.4灯光报警电路164. 3总

3、电路设计16第四章燃气泄漏报警系统的软件局部设计164.1 主程序选择与程序流程图164. 2系统仿真184. 2.1PrOteUS和keiIUViSion软件简介184. 2.2绘制电路图184. 2.3程序编写184. 2.4仿真运行194. 2.5仿真结果分析20参考文献20致谢21附录一基于单片机的燃气泄漏报警器总电路图21附录二基于单片机的燃气泄漏报警器总程序错误味定义书签.摘要随着科技的进步，煤气作为常用燃料已经进入各家各户，然而在日常生活中，因煤气使用不当造成的火灾、爆炸事故，时常发生。更有甚者，因室内煤气浓度过高，又没有采取及时的急救措施而引起中毒的事故也不少见。所以怎样防止煤

4、气泄露，设计出合理有效的报警控制系统，保障人们的生命和财产平安已成为人们的迫切需要。本论文以半导体气敏传感器和单片机技术为核心设计的气体报警器可实现浓度监测、声光报警功能，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的气体报警器，具有一定的实用价值。其中选用MQ-7传感器实现对气体的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。其与ADCo808转换器连接，将气体信号转换成单片机可识别的数字信号，经AT89C51单片机处理送往数码管显示，并对处理后的数据进行分析，判断是否大于某个预设值，如果大于那么会自动启动报警电路发出报警声音，反之那么为正常状态。关键词：

5、煤气MQ-7报警器单片机AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,coalgasbecomesverycommoninfamilyuse,asacommonfuel.Butinourdailylife,fireaccidentsandexplosionscausedbymisuseofcoalgasoftenhappen.What,smore,manypeoplearepoisonedbecauselackofemergencymeasures.Therefore,designinganeffectivealarmcontrolsyste

6、mtokeeppeople,sSafetybecomesurgent.Inthispaper,thealarmcontrolsystem,adoptingsemiconductorgassensorsandsinglechipascoredesigns,cansuperviseandmeasurethegasdensityandgiveanalarmwithbothsoundandlight.Itisofsimplenessbutstability,conveniencebutlowcost,intelligent,andhasacertainpracticalvalue.MQ7,withal

7、onglifetime,hasahighsensitivity,fastresponse,stronganti-jammingcapabilitywhilethecostisratherlow.ADC0808convertersconnectedwiththegassignal,convertmicrocontrollercanidentifythedigitalsignalprocessing,byAT89C51forprocessingthedataandanalysis,whetherisequaltoorgreaterthantheadefaultvalue(thatis,theala

8、rmlimit),ifwillautomaticallystartalarmcircuitwarningvoice,converselyfornormalstate.Keywords:coalgas;MQ-7;alarm;MCS第一章绪论11燃气泄漏报警的概述燃气泄漏报警器是非常重要的燃气平安设备，由气敏传感器、单片机和报警器组成。它是平安使用城市燃气的最后一道保护。燃气泄漏报警器通过气敏传感器探测周围环境中的低浓度可燃气体，通过采样电路，将探测信号用模拟量或数字量传递给控制器或控制电路，当气体浓度超过控制器或控制电路中设定值时，控制器通过执行器或执行电路发出声音报警信号和灯光报警信号。气体报

9、警器的探测气敏传感器主要半导体型、接触燃烧式、电化学气敏传感器，还有少量的其他类型。这些传感器都是通过对周围环境中的可燃气体的吸附，在传感器外表产生化学反响或电化学反响，造成传感器的电物理特性的改变，经单片机处理后报警。12燃气泄漏报警的现状燃气检测报警产品是一个系列产品，包括气体探测设备、信息传输设备、报警分析控制器，是物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输和管理、智能楼宇等技术的综合集成，属于高新技术。依托中国多年的根本建设的开展，这个行业也得到开展，具备了和国外知名企业抗衡的能力。在目前中国许多冠名以高新技术的行业中，中国企业大多做的是下游的制造和效劳，分取极少一局部的利润，像安防

10、报警产品那样又拥有自我知识产权，又拥有大量市场的行业其实是很少的。在安防报警产品的技术含量上，国内产品和国外产品差距不是很大，许多指标已经超越，存在的问题是：类似于国外安防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步，有待于积累经验和技术，也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距；国内正在形成权重的大型企业和集团，这样可以带着国内的各家企业去冲击海外市场，并最终占领海外的安防报警市场。1.3 燃气泄漏报警的开展趋势二十多年前，我国的安防报警产品刚刚起步，无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性，还是社会影响程度都是相当低的。国外的产品和品牌却占领我们的大局部市场。由于中国的建设正在面临飞速开展，我们

11、应该抓住广阔的市场空间，庆幸的是中国企业抓住了这次机遇，顶住了挑战，先是一批国家的科研院所，后是一批国营企业、民营企业，业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英，花了多年时间，通过几次产品更新换代，就使自己的产品紧紧跟上了国际水平，并且夺回了大局部国内市场，使得现在大多国外产品只有招架之势，这是典型的自力更生，走自己的路。当然目前而言，我们根本占据的是国内市场，对外还刚刚启动。但是，中国企业已经做好准备进军海外市场。1.4 燃气泄漏报警研究意义与目的面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决方法。使用燃气报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。燃气专家指出，燃气泄漏或废气排放而大量产

12、生的一氧化碳是燃气中毒事件的根源，如采用燃气泄漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试得出结论，燃气报警器防止煤气泄漏事故发生的有效率达95%以上。计算机的普及和信息技术的迅猛开展，人们己不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭，并迅速在世界各地开展起来。人们对居住环境要求的日见增高，表达在希望住宅不仅更便利、舒适而且更平安。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，燃气泄漏那么是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个问题。单片机有利于为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。所以怎样

13、防止燃气中毒与爆炸己成为人们的迫切需要。1.5 设计任务本文设计了一种灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格廉价的煤气检测系统，采用气敏传感器，气敏传感器是能够感知环境中某种气体及其浓度的一种敏感器件，它将气体成分、浓度等有关的信息转换成电信号，从而可以进行检测。目前，人们对气敏传感器的测试方法主要停留在用人工手动的方式来操作，开发出一种实用高效的智能化传感器测试装置是极为必要的。而声光信号是信息的又一主要载体，如果在这些测量场合能用声光信号直接报出结果，将给操作人员带来极大方便，本文就介绍一种新型的气敏传感器测试系统，从组成框图、硬件设计以及程序流程及代码等几方面对其进行了详细的介绍。

14、第二章燃气泄漏报警系统的方案设计1. 1燃气报警系统的设计思路燃气报警系统是能够检测环境中的可燃性气体浓度，并具有报警功能的仪器，仪器的最根本组成局部应包括：气体信号采集电路、模数转换电路、单片机控制电路。气体信号采集电路一般由气敏传感器和模拟放大电路组成，将气体信号转化为模拟的电信号。模数转换电路将从燃气检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。单片机对该数字信号进行处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值(也就是报警限)，如果大于那么会自动启动报警电路发出报警声音，反之那么为正常状态。为使报警装置更加完善，可以在声音报警根底上，参加光报警，红光信号可以

15、引起用户注意，弥补嘈杂环境中声音报警的局限。以上是根据报警器应具备的功能，提出的整体设计思路。气敏传感器及单片机是燃气泄漏报警器的两大核心，根据报警器功能的需要，选择适宜、精确、经济的气敏传感器及单片机芯片是至关重要的。传感器的选型在下一节介绍。单片机作为硬件电路的核心，它的选型将在第三章详述。2. 2气体传感器的选型气体传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路，将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。气体传感器作为燃气泄漏报警器的信号采集局部，是仪表的核心组成局部之一。由此可见，气体传感器的选型是非常重要的。3. 2.1气体传感器介绍1、气体传感器的分类气体传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类：(1)利用物理化学性质的气体传感器：如半导体气体传感器、接触燃烧气体传感器等。(2)利用物理性质的气体传感器：如热导气体传感器、光干预气体传感器、红外传感器等。(3)利用电化学性质的气体传感器：如电流型气体传感器、电势型气体传感器等。2、气体传感器应满足的根本条件：一个气体传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。但是，任何一个完整的气体传感器都必须具备以下条件：(1)能选择性地检测某