基于51单片机煤气浓度检测及报警系统的设计.doc

. 目录摘要1英文摘要21 绪论31.1 课题的研究背景31.2 课题的研究目的与意义31.3 课题目前研究现状与发展动态41.4课题的研究容42 煤气报警系统的总体方案设计42.1系统的功能要求42.2 系统的技术要求52.3 系统的组成与方案设计53 系统的硬件设计63.1 主控电路73.1.1 时钟电路73.1.2 复位电路83.2 烟雾探测电路的设计93.2.1 MQ-2介绍93.2.2 ADC0809介绍103.3 液晶显示电路设计113.4 声光报警提示电路123.4.1 灯光提示电路133.4.2 声音报警电路133.5电机驱动电路133.6 按键电路144 系统的软件设计144.1 EDA仿真软件―Proteus 144.2 系统程序流程图154.3 烟雾探测子程序的设计 164.4 按键电路子程序的设计 174.5 电机驱动子程序的设计 18总结19参考文献21致22附录:程序2332 / 33基于51单片机煤气浓度检测与报警系统的设计机电工程学院自动化专业徐本波（）指导老师：郭一军（讲师）摘要: 随着社会的进步，科技的发展，人们的生活水平得到提升，天然气煤气逐渐进入我们的家庭，它给我们带来方便的同时也给我们带来了危害。

所以煤气浓度检测报警系统的制作很有必要而且计算机与单片机的普与和信息技术的迅猛发展，使人们已经对家庭住宅环境提出了更高的要求，智能化，信息化被引入家庭，便利，舒适而且更加安全煤气报警器中采用STC89C52为主控制器，利用气体传感器MQ-2、ADC0809数模转换芯片等实现基本功能通过这些传感器和芯片，当环境中煤气浓度发生变化时，LCD1602液晶显示器会实时显示煤气浓度值，并且发出相应的灯光报警信号和声音报警信号，以此来实现煤气报警，当煤气浓度达到一定的围时，系统还可以驱动继电器工作，继电器通过驱动排风扇排出有毒气体，以此来实现智能报警控制本系统主要针对传统煤气，液化气的泄漏进行检测，报警本系统有如下特点：用单片机实现控制，电路简单，价格便宜，可靠性好此外，本系统还可作为智能家居的一个安全系统关键词：单片机；MQ-2传感器；ADC0809；煤气报警；智能控制Design of Gas Concentration Detection and Alarm system Detection Based on 51 MCUXu Benbo Director: Guo Yijun（College of Mechanical and Electrical Engineering，Huangshan University）Abstract: With the progress of society, the development of science, people’s living standard has been improved, natural gas and coal gas gradually into our family. They bring us convenience, but also brings us harm. So it’s necessary to make a gas concentration detection alarm system. In addition, the rapid development of the popularity of computer and single chip computer and information technology, people have on the house environment proposed higher requirements, intelligent, informatization is introduced family, convenient, comfortable and safer.Gas alarm in the paper uses STC89C52 as the core controller, the realization of the basic functions of the gas sensor MQ-2, ADC0809 converter, etc. Through these sensors and chips, when environmental smoke concentration or combustible gas concentration changes the system sends out corresponding light alarm signal and the sound alarm signal, in order to achieve smoke alarm, when the smoke reaches a certain range, the system can also drive the relay, So that the relay can discharges poisonous gases through the exhaust fan . Implementation of intelligent alarm control.This system is mainly for conventional gas, liquefied petroleum gas leak detection, alarm system has the following characteristics: with MCU control circuit is simple, cheap, and reliability. In addition, this system can be used as a smart home security system.Key Words: MCU; MQ-2 sensor; ADC0809; Gas alarm; intelligent control1 绪论1.1课题的研究背景现在的社会，人们越来越离不开煤气，天然气等与我们日常生活息息相关的能源。

但随着煤气使用普与率提高的同时，煤气泄漏引起的问题发生的次数也随之变高，从而给人们的人身安全和财产安全带来了很多隐患，所以如何去预防和规避煤气泄漏是我们在现实生活中需要认真考虑的由于气体本身特性存在扩散性，发生可燃气泄漏以后，在外部条件作用下，可燃气体会迅速在空间扩散，形成大面积危险区这一类事故往往具有破坏性大，危害面积广等特点另外，煤气的主要成分是一氧化碳芳香烃等煤气有毒主要原因是其中的一氧化碳等气体易与人体中的血红蛋白结合，造成缺氧，使人头晕，恶性与虚脱等，严重的会危与生命当发现可燃气体发生泄漏时，我们务必要与时使用适当的措施进行处理，才能将这类损害降到最低那么如果我们有能够检测可燃气体浓度的装置，并且当气体浓度达到预警值时，仪器能够自动报警并且自动处理这一类的险情，这无疑是我们想要的这就对煤气的检测和报警系统的检测设备设置了一个较高的门槛随着国家互联网+战略的提出，物联网和智能家居这些概念也越来越被人民大众所熟悉美的拥抱小米和京东、TCL入局360智能家居，海尔牵手阿里巴巴、长虹联姻腾讯......1+1>2的战略模式在自能家居领域蔓延开来而煤气报警系统本身就可以作为智能家居的一部分，它既可以作为家庭智能家居的一部分，为家庭保驾护航；又可以作为智能社区的一部分，通过把小区用户的煤气数据都传到小区主机为社区提供安保保障。

1.2 课题的研究目的与意义目的：随着现代家庭用煤气，天然气的增加，家庭煤气中毒与煤气爆炸的频率也越来越高煤气泄漏的危害，很容易被人们所忽视，主要是因为泄露的气体不容易被人们所发觉意义：在中国，煤气泄漏带来的危害每天都在发生，所以每一个家庭都应该足够重视这方面的危害如皋能够根据家庭的实际情况，提起采取必要的措施，有些悲剧完全可以避免一系列悲剧的发生，由国家到社会各界意识到，煤气检测报警系统对家庭和工业环境的必要性据调查，在发生煤气泄漏危害的家庭里都是没有安装类似煤气检测报警器的因此，煤气检测与报警系统对我们生活的重要性1.3 课题目前研究现状与发展动态如今应用最广泛的煤气检测报警器与气敏元件传感器，已经应用于气体泄漏检测，仅用于安全保护家用煤气检测报警器为例，不少西方发达国家在法律上已经明确规定家庭、公寓、餐厅、医院、学校、工厂的必须按要求安装报警器国外报警器发展很快，是由于人们安全意识很强，对环境安全性和生活舒适性要求较高；另一方面是由于燃气泄漏报警器市场的增长受到政府安全法规的推动因此，国外煤气检测报警器技术得到了较快发展，据有关统计，美国在1996年—2002年就煤气检测报警器的年均增长率为27％～30％。

在这些方面，国的安全意识有待增强煤气检测报警器的发展趋势集中表现为，一是提高检测灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，减小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，这也是煤气检测报警器一直追求的目标；二是增强可靠性，实现元件和应用电路集成化，多功能化，发展MEMS技术，发展现场适用的变送器和智能型天然气检测气报警器如美国在天然气泄漏报警器中嵌入微处理器，使燃气泄漏报警器具有控制校准和监视故障状况功能，实现了智能化、涉多功能化1.4 课题的研究容煤气报警器，主要检测可燃气体泄漏通过单片机控制相应的声光报警电路和驱动负载电路通过液晶显示当前的煤气浓度值，通过按键设定相应的报警值该项目主要是为了完成任务，包括：（1）硬件部分：包括烟雾探测电路的设计，显示模块的选择，电机驱动电路的设计，声光报警电路等的设计2）软件部分：包括微处理器控制程序的编制和原理图的绘制3）系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，分析系统的可靠性与实用性，调整系统的不足2 煤气报警系统的总体方案设计本课题主要是实现以51单片机作为控制器的煤气浓度检测报警系统，利用传感器将空间中煤气浓度信号转化为模拟信号，并选择适宜的模数转换芯片转化模拟信号，再将转换后的信号经单片机处理，若大于预设值则报警，并启动外接排风扇，避免事故的发生。

2.1系统的功能要求本系统的研制主要包括以下几项功能：(1)煤气浓度探测功能：为了提高煤气泄漏报警的准确性和与时性，报警系统需要使用各种方法进行煤气浓度探测在实际使用中，根据不同的场所需要，用户可以选用不同的煤气传感器，设定不同的预设值，不同功率的排风扇2)灯光报警功能：当煤气浓度过大、有可燃气体泄漏等情况出现时，报警器要进行声光报警当检测的烟雾值超过设定值时，可以使单片机驱动控制负载工作2.2 系统的技术要求在了解这个系统的工作原理以与功能之后，相应的方案设计就可以进行了系统采用的51系列单片机的成本都比较低而且功能强大，可以满足生产成本和各类工程的需求对于完整的一个系统而言，为提高产品本身的竞争力，这个系统应具备体积较小、功耗低、数传性能稳定可靠和成本低廉等一些技术要求具体指标和参数如下:(1)体积小：探测器的体积一定要尽量的小，这样才能占用较小的空间，使用和更换才会方便2)功耗低：系统可以采用三节5号干电池供电或5v电源供电3)可靠性高:由于不确定的电磁干扰可能存在在系统工作环境中，为了保证系统在工作长时间后仍能可靠的工作和尽量减少误报次数，所以选择多指。