煤气泄露报警器毕业设计任务书.doc

武汉纺织大学毕业设计（论文）任务书课题名称：基于单片机的室内天然气和液化气泄漏报警系统 完成期限： 2011年11月1日至2011年12月22日院系名称 高职院 指导教师 * 专业班级 应电091 指导教师职称 讲 师 学生姓名 * 院系毕业设计（论文）工作领导小组组长签字 1、 课题训练内容 基于单片机的室内天然气和液化气报警系统的毕业设计主要任务是撰写毕业设计论文和制作天然气和液化气报警系统的实物，掌握单片机应用系统设计的方法和步骤，具训练内容体如下：1.培养调查研究、检索和收集文献资料的能力；2.培养电子系统设计及方案论证、分析和比较的能力；3.培养电子线路设计与调试能力；4.温习、巩固和提高所学的知识，培养严谨、负责、刻苦的学习作风； 5.培养利用单片机进行应用系统开发的能力，掌握单片机应用系统设计的一般方法和步骤； 6.熟练的掌握常用的设计软件，如Proteus,Protel99SE,Visio Keil等； 7.增强C语言的读写能力，根据要求熟练的编写出电路的程序； 8.了解论文的结构，培养撰写毕业设计论文和口头表达等能力。二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求）1、 设计（论文）任务要求在合理的时间内完成相应的工作量，既（1）实物制作 包含 实现温度显示 检测到燃气泄漏时，能及时报警 要求实物能按要求正常工作，布局要求合理完美 （2） 撰写论文 包含 封面，任务书，开题报告，中英文摘要及关键词，目录，正文，参考文献，附录，致谢。2、 设计要求 2.1设计（实物）要求1. 气体检测，将燃气泄漏状态处理成高低电平信号，将该信号输入到单片机，通过单片机编程控制报警电路的工作状态。 2. 温度显示，通过DS18B20温度传感器，将室内温度转换为16位二进制数，通过单片机I/O接口传入单片机 ，并通过编程在数码管上显示出当前温度值。要求报警器设计的性能可靠，经济合理。当出现天然气和液化气泄漏时，报警器能及时报警，从于减少不必要的事故，进于保证人民的生命健康，减少不必要的损失。 2.2 设计（论文）要求毕业设计(论文)应采用汉语撰写(科技英语除外)，一般由9部分组成，依次为：(1)封面，(2)任务书，(3)开题报告，(4)中英文摘要及关键词，(5)目录，(6)正文，(7)参考文献，(8)附录， (9)致谢。论文的格式按学校统一要求撰写，要求观点明确，论据充实，数据可靠，条理清楚，格式规范，字迹工整，用规范汉字和标点符。开题报告要求2000字，论文要求5000以上。其它细节要求，严格按照要求撰写。三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料1.毕业设计（论文）主要参数 （1）电源采用5V供电。 （2） MQ-5的工作条件：Vc 5.0V0.1；温度202；相对湿度 65%5%；VH 5.0V0.1V；适用范围300-5000PPm。 （3） DS18B20适应电压范围宽 3.05.5V；温度检测范围为55+125。2. 主要参考资料 1 周润景 徐宏伟 丁莉.单片机电路设计、分析与制作M. 北京：机械工业出版社.20102 彭为 黄科 雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲M.北京：电子工业出版社.20063 张志良 主编 邵青 张慧莉.模拟电子技术基础M.北京：机械工业出版社.2006 4 蓝和慧 宁武 闫晓金.全国大学生电子设计竟赛单片机应用技能M.北京：电子工业 出版社.20095 戴 永 黄辉先 胡俊达等.微型计算机技术M.湘潭：湘潭大学出版社.20086 杨家国 谢维成.单片机原理与应用技术C51程序设计M.北京：清华大学出版社.2009 7 焦素敏.数字电子技术基础M.北京：人民邮电出版社.2005 8 郭 勇 董志刚.protel 99 se印制电路板设计教程M.北京：机械工业出版社.2004 四、毕业设计（论文）进度表武汉纺织大学毕业设计（论文）进度表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期111.1-11.5查找资料，确定课题211.6-11.13收集资料，总体方案设计，开题报告311.14-11.25调试程序，修改论文，完善实物411.25-12.10撰写毕业设计论文512.11-12.18整实物体，论文定稿612.19-12.21准备答辩712.22毕业答辩8910 指导教师签名： 武汉纺织大学毕业设计（论文）开题报告课题名称 基于单片机的室内天然气和液化气泄漏报警系统院系名称高职院专 业应用电子技术班 级应电091学生姓名黎宏豪一、该课题研究的背景和意义 1、课题研究的背景 人的生存离不开空气，人的一生大约有80%的时间是在室内度过的，室内环境质量的好坏影响着人们的身心健康。室内的有害气体来源有来自装修不当造成的甲醛、氨气、氡气、苯、放射性物质的释放，而这些气体在装修时加以注意，完全可以减少其排放量，从而不至于影响人的健康状况。室内存在的有害气体的另一主要来源为可燃性气体的泄漏，主要可分为天然气泄漏、液化气泄漏和煤气泄漏。煤气泄漏的主要成分是一氧化碳与氢气，一氧化碳中毒原因是一氧化碳进入人体后会和血液中的血红蛋白结合，从而出现缺氧。常见于家庭居室内通风差得情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道泄漏气中的一氧化碳吸入会导致一氧化碳中毒。液化气泄漏危害也不易小视，液化石油气是石油产品之一。英文名称liquefied petroleum gas，简称LPG。是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。天然气主要成分是烷烃，其中甲烷含量在95%以上。人所赖以生存的空气中有大约20%的氧气，如果人的生活空间是封闭空间，氧气稀薄，人会因氧气不足，导致窒息、昏迷，有心脑血管疾病的人将会危及生命。室内天然气泄漏会使室内空气中的氧气相对稀薄，由于天然气是无色无味，人很难察觉到，尤其当人处于睡眠状态时，天然气的泄漏就更加危险，甚至会使人窒息。天然气的另一危险是当空气中的天然气含量达到一定含量时，遇到明火就会产生爆炸，危及人的生命。 2、课题研究的意义人们面对可燃性气体泄漏而危及生命健康情况，有没有一个彻底的解决办法？据有关专家介绍，可燃气体泄漏报警器是对付燃气泄漏的重要预防手段之一。为防止中毒事件发生，现提出利用单片机系统进行有效的预防措施。所以怎样预防燃气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。基于此现实，本设计宗旨是为家庭用户设计一种能够对天然气，液化气和、煤气泄漏的装置，从于减少不必要的事故，进于保证人民的生命健康，减少不必要的损失。二、本课题的主要研究内容、要求与拟解决主要问题本课题研究内容是利用单片机设计一个天然气和液化气报警系统，该系统采用的MQ-5气敏传感器，该传感器对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度，可同时检测甲烷、丙烷、丁烷，氢气四种气体在室内的含量，当这些气体在室内达到一定要求浓度（安全值）时，该装置能够发出声光报警，提醒人们注意有燃气气泄漏，及时采取措施。该装置还具备显示室内温度的功能。 设计整体要求包含，1.通过气体信号处理模块将的有无相应燃气气泄漏状态处理成高低电平信号，将该信号输入到单片机，通过单片机编程控制报警电路的工作状态。2.室内温度显示部分通过DS18B20温度传感器，将室内温度转换为16位二进制数，通过单片机I/O接口传入单片机，并通过编程在数码管上显示出当前温度值。 该系统的硬件模块设计合理，性能可靠。软件编采用C语言，整个程序的思路清晰，考虑全面。三、国内外研究情况及其发展 1、可燃性气体泄漏报警器种类与结构可燃性气体泄漏报警器，多用于大型公寓、饮食餐店、医院、学校、工厂的各种气体报警器和系统，有单体分离型报警器、外部报警系统、集中监视系统、遮断连动系统、防止中毒报警防护系统等。可燃性气体泄漏报警器可发出声光报警，或伴有数字显示，或联动外部设备。有的可燃性气体泄漏报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外；有的可燃性气体泄漏报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏。 2、国内外情况及其发展趋势 当前应用最广泛的可燃性气体泄漏报警器与气敏元件传感器，已普及应用于气体泄漏检测和监控，仅用于安全保护家用燃气泄漏报警器为例，不少发达国家已经明确规定家庭、公寓等要求安装相应的报警器。国外可燃性气体泄漏报警器发展很快，是由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是由于燃气泄漏报警器市场增长受到政府安全法规的推动。因此，国外燃气报警器技术得到了较快发展，据有关统计猜测，美国在1996年2002年就煤气报警器的年均增长率为2730。在这些方面，国内应该增强安全意识增强。可燃性气体泄漏报警器的发展趋势集中表现为，一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，这也是燃气泄漏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可燃性气体泄漏气报警器。如美国在燃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。 四、研究方法，思路 根据系统要求，本系统设计分为三部分:系统设计，硬件设计和软件设计。由于系统采用模块设计法，所以方便对各电路模块功能进行逐级详细测试。1 .系统设计 查找资料，确定家用天然气和液化气报警系统的设计方案，画出系统的总框图，对框图的进行分析，确定系统的总体设计模块。系统模块构成包括报警电路模块、气体检测处理模块、电源模块、单片机主控制模块、温度检测模块、显示模块等几大模块。根据系统各个模块所要完成的功能分别去进行独立的分析与设计，使设计工作细化，从于达到逐步求精。在系统设计完后，对该系统进行进一步分析调整，整体出完整的思路方案。 2 .硬件设计根据设计好的系统方案，选择出最适合本系统的各个环节的芯片、气体传感器 等；根据元件实际情况，选择最好的布局，布局要求合理，美观，实用。待一切准备就绪，做出实物。3 .软件设计 根据系统方案与实物采用C语言进行编程，按要实现的功能对程序进行调试整体，得出软件程序。该天然气和液化气泄漏报警器多应用安装于居民住宅或工厂对天然气，LPG（石油液化气）丙烷、丁烷的检测装置，用于智能探测天然气、液化气的浓度情况，并对从传感器采集来的数据进行处理。当出现异常情况时，自动报警，并显示温度。五、本课题的进度安排与计划 第1-2周 设计课题选择，搜集资料，选择系统的设计方案；确定系统的可靠性、写开题报告，根据设计方案选择芯片、传感器等器件; 第3-4周 确定课题研究的背景、目的、现状及发展动态以及系统设计的主要内容,做出实物,调试程序；对报警系统,的电路进行调试 第5-6周 撰写论文，将毕业设计论文交指导老师批阅、检查及修改， 第7-8周 毕业设计答辩。七、参考文献：1 周润景 徐宏伟 丁莉.单片机电路设计、分析与制作M 2 彭为 黄科 雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲M.北京：电子工业出版社.20063 张志良 主编 邵青 张慧莉.模拟电子技术基础M.北京：机械工业出版社.2006 4 蓝和慧 宁武 闫晓金.全国大学生电子设计竟赛单片机应用技能M.北京：电子工业出版 社.20095 戴 永 黄辉先 胡俊达等.微型计算机技术M.湘潭：湘潭大学出版社.20086 杨家国 谢维成.单片机原理与应用技术C51程序设计M.北京：清华大学出版社.2009 7 焦素敏.数字电子技术基础M.北京：人民邮电出版社.20058 郭 勇 董志刚.protel 99 se印制电路板设计教程M.北京：机械工业出版社.2004 指导教师签名： 摘 要 随着燃气的大量使用，天然气、液化气和煤气等燃气已成为人们生活中必不可少的能源，人们的生活环境逐渐被燃气所“笼罩”着。燃气应用的大量普及给生活带来了方便，减少了城市的污染，提高了人们生活质量和效率，同时作为燃料也是潜在的“危险品”。燃气一但泄漏，就会存在很大的安全隐患，甚至引发不必要的事故，为人们的生命财产安全带来巨大的威胁。面对燃气泄漏这一威胁，使用燃气报警器是对付燃气泄漏的重要手段之一。基于此现实，现提出利用单片机系统进行有效的预防措施。 本论文针对家庭燃气主要类型与成分而设计的燃气泄露报警系统，以气敏传感器和单片机为核心器件。该燃气报警器是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格廉价的报警器，它具有很强的实用性。当这些气体在室内达到一定要求浓度（安全值）时，该装置能够发出声光报警，提醒人们注意有燃气气泄漏，及时采取措施。另外，该装置还具备显示室内温度的功能。关键词： 气敏传感器； 单片机； 燃气报警器； 燃气泄露报警系统； 燃料 ABSTRACT With the extensive use of gas, natural gas, liquefied petroleum gas and gas and other peoples lives has become an essential source of energy, peoples living environment of the gas gradually enveloped with. Application of the increasing popularity of gas to bring the convenience of life, reducing urban pollution and improve peoples quality of life and efficiency of the fuel but also as a potentially dangerous. Once the gas leak, there will be a big security risk, and even lead to unnecessary accidents, as peoples lives and property of a huge threat. The face of this threat, gas leak, the use of combustible gas is an important means to deal with one of the gas leak. Based on this reality, the use of single-chip systems are proposed for effective preventive measures. In this paper the main types of gas for home design and composition and gas leak alarm system to the gas sensor and microcontroller as the core device. The combustible gas is a simple structure,stable performance, easy to use, inexpensive alarm, it is very practical.When the gasconcentration in the indoor meet certain requirements (safety value), the device can emit sound and light alarm to draw attention to a gas gas leak, take timely measures. In addition, the device also has a roomKeywords: gas sensors； microcontrol