基于单片机的煤气泄漏报警装置的设计

基于单片机的漏气报警器的设计摘要在人们的生活中，煤气是必不可少的，如何防止煤气中毒和爆炸是人们亟待解决的问题，因此智能煤气预警系统进入了我们的世界。 本系统主要对传统气体检测系统进行技术改进以满足要求。 迄今为止本系统具有以下特点。 用单片机实现定时控制，电路简单，价格低廉，可靠性好。 采用气体传感器和防爆型电磁阀，安全可靠，可有效保证气体控制电磁阀随时开关。 发生煤气泄漏时，有声音警报，通过巴士通知管理室。 双重保障。 因此，本系统还作为智能家庭系统的子系统发挥作用。关键词： 51单片机气体传感器RS485总线thegasleakagealarmsystembasedonsinglechipmicrocomputerabstractgashasbecomeindispensableinpeopleslifeenergy，gas leak， topeoplespersonalsafety和propertysafetybroughtymangedanters theerefeeoreddeplotedtheintelligencegasalarmsystem mentontrationa the requirements，sotthissystemhasthefollowingcharacteristics.usingsingphemiccomputerimplemicomputerimplementations circuit is simple cheapandgoodreliability.usinggassensorsandexplosion-proofsolenoidvalves.safeandreliable，以及， ancanfeffectivelyguaranteeatanytimeonandoffthegascontrolsolenoidvalve : gasleakvoicealarm andnotifythemanagementofficebybus.DD temsallocanebeusedasasubsystemofthesmarthomesystem .键盘： 51微控制器； gas传感器； RS485总线1目录第一章绪论11.1论文设计的背景11.1国内外研究现状11.3论文设计内容的安排2第二章系统设计技术基础42.1单片机介绍及应用42.1STC89C52单片机的结构42.3 STC89C52针介绍52.1传感器介绍72.5传感器的结构介绍8第三章系统的硬件设计93.1系统电力供给93.2系统硬件框图93.3数据处理113.4信号放大电路133.5模块电路9第四章系统的软件设计164.1单片机程序164.2各模块程序的流程图和功能说明16第五章系统调试195.1部件焊接195.2系统调试19结论20参照文献21附录22主程序22数据收集程序23A/D转换程序24ii.ii第一章绪论1.1论文设计背景随着科技的发展，越来越多的可燃性气体被用于工业生产和人民日常生活的能源。 随着煤气燃料的普及，发生了中毒、爆炸引起的煤气泄漏、火灾和其他安全事故。 一氧化碳中毒事故引起的泄漏很严重。 血红素CO比结合的氧和血液更容易，约为240倍，在有限的人体血液循环系统中，代替氧血红素的连接数，抑制血液中的氧的流通，引起头痛、耳鸣、呕吐、血压下降等某种程度的症状。 CO中毒严重的话，在恢复过程中，会引起头晕、记忆力丧失、视觉和神经系统疾病，严重者会导致脑损伤和死亡。 要缩小这种混乱的发生，必须在这些可燃气体现场及时进行测试，选择能够引导安全的牢固测量仪器，精密观测可燃气体浓度的状况，及时察觉是否存在安全上的危险，采取有用的方法，防止混乱的发生，保证产业和家庭生活的安全。 研究可燃性气体的测试路线和可燃性气体的警报器特别重要。 家用智能气体泄漏报警器是防止气体泄漏的报警器，也是高灵敏度的气体检测器，通常是气体感应元件灵敏度高的回气动力装置，由电路和声光的报警部分组合构成。 声光警报界限值发生了危险气体泄漏警报。1.2国内外研究现状民用可燃气体报警器报警住户漏气，正常设置在厨房，有漏气时，报警器发出声光报警，有可能一起伴随数字显示，同时与外部设备联动。 有些报警器可以自动打开排气扇进行排气。有些报警器在报警时积极关闭气门，以防止漏气。使用中，目前使用最多的是传感器可燃性气体感应元件，用于工厂整体的漏气性试验和检测，企业对家庭生活的居民非常广泛。 例如为了保护家用煤气泄漏警报的安全，日本开始初期设置城市煤气，液化石油气警报规定一月为1980、1986日本通产省和安全装置，促进了政策的执行。 美国的6个州是法律，规定了设置在家庭、公寓的CO报警器。 警报类型大量，打破各种气体警报系统的一般家庭、集体住宅、餐馆、医院、学校、工厂、单一外部警报、警报系统、集中监视系统、连锁系统，防止中毒的警报保护系统。 小型便携式结构、手推式、固定式报警产业固定报警和壁挂式、表现、单一控制类型、多项投票。 气体检测技术与计算机技术相结合，完成智能化和多功能化技术。 美国ISC公司的科学产业有可检测4种气体的便携式监视设备，采用统一的软件系统，更换气体传感器设备，就可以监视特定的气体。 国际传感器制造公司IST使用“MEGACAS”传感器和被称为微程序的节制单元，检测出100种以上的有毒气体和易燃气体，通过“扫描功能，能够迅速确定气体检索”等哪些气体。可燃性气体传感器的开发已成为气体检测系统的代表。近年来，感知气体传感器的精度、功能、稳定效果对产业制造、家庭安全、环境监测和医学等各个领域的要求越来越高，气体传感器的研究和利用越来越重要。 随着先进科技的应用，气体传感器的发展趋势是精细化、智能化、多功能化。 更深入地研究，掌握有机、无机、生物、各种材料的特点和相互作用，了解各种气体类型传感器的工作原理和机理，准确筛选各种传感器敏感材料，用微机加工技术，优化了膜技术的灵活性、敏感的微电子技术、光纤技术，例如传感器性能这是因为燃气型传感器在国外的发展非常快，另一方面，通过强化人们的安全观念，在追求高舒适性和安全性的生活条件下，政府的安全法规鼓励传感器市场的发展。 因此，国外气体传感器技术发展迅速，据不完全统计，美国1996年至2002年的平均年增长率为(27至30)%。1.3论文设计内容的安排毕业设计是学生时代的最后一项作业，不仅检查学生是否掌握了本专业知识，还培养了学生解决实际问题的能力。 在这次的设计中，我不仅学到了以前学到的知识，查资料的时候也学到了新知识。 理论与实际有效的结合，实现学到的东西，培养我的手操作能力，对我今后的工作生活具有重要意义。本设计介绍了国内外单片机漏气的研究现状，文章章章节结构也作了一个安排。 第二部分是对STC89C52单片机使用计划的一般认识。 第三部分阐述了系统硬件方面的设计，着重阐述了系统原理和模块电路的分析。 这部分是本设计的重点。 第四部分是系统软件设计，介绍了系统模块程序流程图的设计和功能。 第五部分是系统调试。第二章系统设计技术基础2.1单片机的介绍与应用单片机是一种微型计算机系统，是选择集成电路技术开发的电路芯片。 多功能强大的CPU中央处理器是数据可靠性和处置、各种I/O端口和中断系统、RAM随机存取存储器、ROM存储器、计时器/计数器等功能。 由于生活水平的丰富，世界技术不断更新和成熟，人们对电子产品的需求也越来越大，这在一定程度上促进了单片机技术的发展，单片机的处理能力大大提高，单片机的高单片机的价格不是涨船高度，反而下跌得很厉害，10美元可以买到最好的单片机，但普通的单片机只有1美元。随着单片机技术和性能的发展与提高，无论是在最初的工业控制领域、现在的家用电器和医疗器械领域，还是航天等领域，单片机都发挥了不可替代的作用，对我们的生产生活产生了重要影响。 现在电脑的应用已经扩展到我们生活的每一个角落，几乎没有单片机。2.2 STC89C52单片机的结构STC89C52是功耗低、性能高、处理能力强的CMOS位微控制器，内核仍然采用经典的MCS-51，但除了大幅度改进外，还添加了许多功能。 4K字节可编程可擦除只读程序存储(EPROM )空间和512B字节随时可访问的数据存储(RAM )空间、16位计时器/计数器3和32位I/O线以及8位CPU智能(CPU )和专业它具有哪些功能，巨大，能够直接使用串行下载，简单，可应用于各种控制领域。 图21是STC89C52单片机的基本功能框图。图2-2 STC89C52功能框图2.3 STC89C52针脚介绍STC89C52型单片机是低功耗、高性能的微控制器。 销子只有40根，不能一根一根地容纳很多功能，所以开发了其中几根销子很多功能。 图2-2是其针脚图。图2-3 STC89C52单片机针脚VCC :芯片的40端子连接到电源电压端口。GND :芯片的29针为接地端口。P0端口：P0端口为P0.0-P0.7端口，为芯片的32-39针。 提供上拉电阻的8位双向I/O端口。 “1”为针脚分配的港口时，港口为高阻抗输入。 并且，如果将P0端口作为数据/地址的第8位使用，则也能够访问外部RAM和ROM。 在FLASH中编程时，P0端口接收命令字节，FLASH验证程序时输出命令字节。 P0端口在验证程序时，需要了解插头电阻的外接。P1端口： P1端口包含P1.0-P1.7端口，为芯片的1-8针封装。 提供上拉电阻的8位双向I/O端口。 向P1端口写入1时，上拉电阻上拉到高电平，此时端口可作为输入使用。 由于P1端口的内部上拉了电阻，因此向端口写入0时，会下拉到外部，此时P1端口输出电流。 Flash进行编程和校准时，P1端口作为第8个地址接收。P2端口： P2端口是指芯片P2.0-P2.7端口，包括21-28针。 提供上拉电阻的8位双向I/O端口。 由于受内部上拉电阻的影响而写入，因此可将端口1、端口设为高电平，将P2端口作为输入端口使用。 向端口写入0时，会被拉至低电平，端口输出电流。P3端口： P3端口包括P3.0-P3.7端口，为10-17针。 它还通过8位双向I/O端口提供上拉电阻。 P3端口写入1时，可作为输入端口使用，内部上拉电阻变为高电平，外部端子被拉至低电平，端口输出电流。 Flash编程，P3接收控制信号。 另外，I/O端口、P3端口、其他功能如表1所示。表1 P3端口针脚的其他功能P3气口销其他功能P3.0 RXD接受串行数据输入P3.1