家用煤气安全智能控制系统的设计
智能家庭煤气中毒及火灾报警系统设计
第15期2018年8月No.15August，2018目前，城市已基本普及使用罐装燃气或管道燃气，燃气在居民生活使用中占的比例很大。
每年都有由燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故报道；此外，在广大的农村地区，每年冬季因燃煤取暖而造成中毒的事件也屡见不鲜。
目前，现有一氧化碳检测仪器主要是面对工矿企业或者公共场所的检测，价格昂贵；因此，设计一套价格低廉、同时包含煤气泄漏检测和火灾发生检测，并能实现声光分级报警、GSM 通信报警和事故自动应急处理的报警系统，这无疑对保护人民生命财产安全具有十分重要的应用价值。
1 系统整体方案系统整体框如图1所示，由一个主模块和多个监测子模块组成。
监测子模块通过半导体气敏元件采集环境中烟雾和一氧化碳等气体的浓度信息[1]，通过无线射频模块发送给主模块，同时根据采集到的信息分析现场事故状态，进而控制继电器的通断实现事故自动处理。
主模块通过无线射频模块以一定的频率轮循各子模块的采样信息[2]，并实时显示与分析，判定有事故发生时，根据事故的严重性控制声光报警电路发出声光报警，或通过GSM 模块[3]对用户进行远程短信报警，其中需要监测的监测子模块地址和报警目标用户手机号码可以通过键盘设置，并且将设置保存在EEPROM 里面不丢失。
2 系统硬件设计主模块样机实物如图2所示。
监测子模块之一实物如图3所示。
图2 主模块实物图3 监测子模块之一实物信号采集电路主要由MQ-2型和MQ-7型半导基金项目：长沙市科技计划；项目名称：基于光纤多参量传感器的测量系统研制；项目编号：k1705035。
作者简介：陈英（1983— ），男，湖南永州人，副教授，博士；研究方向：光通信技术。
陈 英，肖利军，刘蒙瑞（长沙学院 电子信息与电气工程学院，湖南 长沙 410022）摘 要：文章针对经常发生的煤气泄漏中毒和家庭火灾事件，设计了一套由一个主模块和多个监测子模块组成家用煤气泄漏和火灾监测安全系统方案。
智慧燃气报警系统设计方案
智慧燃气报警系统设计方案设计方案：智慧燃气报警系统一、概述智慧燃气报警系统是一种利用智能化技术对住宅、商业场所等进行燃气泄漏报警和预警的安全系统。
本系统将通过传感器、数据分析与处理以及用户界面三个模块的协同工作，实现对燃气泄漏的及时监测、预警和用户提醒。
二、系统组成1. 传感器模块：安装燃气传感器，实时感知环境中的燃气浓度，并将数据传输给数据分析与处理模块。
2. 数据分析与处理模块：接收传感器模块传输的数据，进行分析和处理，根据预设的报警规则判断是否发生燃气泄漏，并发出报警信号。
3. 用户界面模块：将系统运行状态、报警信息等展示给用户，同时提供操作界面，用户可以设置报警规则、查看历史记录等。
三、系统原理1. 传感器模块：燃气传感器通过感知环境中的燃气浓度变化，并将数据转化为电信号传输给数据分析与处理模块。
2. 数据分析与处理模块：接收传感器模块传输的数据，通过与事先设定的报警规则进行对比分析，通过判断是否超过设定值来判断是否发生燃气泄漏。
若发生泄漏则触发报警信号传输至用户界面模块。
3. 用户界面模块：用户通过手机APP、PC等终端设备访问系统界面，实时监测燃气浓度，设置报警规则，查看历史记录等。
四、系统特点1. 实时监测：传感器模块实时感知燃气浓度变化，并将数据实时传输至数据分析与处理模块，实现对燃气泄漏的及时监测。
2. 智能分析：数据分析与处理模块通过事先设定的报警规则对传感器模块传输的数据进行分析和处理，智能判断是否发生燃气泄漏。
3. 远程控制：用户可以通过手机APP、PC等终端设备远程访问系统界面，实时监测燃气浓度，设置报警规则等，提供用户友好的远程控制体验。
4. 提醒功能：系统可以通过短信、电话、APP弹窗等方式及时提醒用户发生燃气泄漏，保障用户的生命财产安全。
5. 历史记录：系统可以记录燃气浓度的历史变化，用户可以随时查看历史记录，进行数据分析和统计。
五、系统实施步骤1. 传感器选择：选择高精度、高灵敏度的燃气传感器，能够准确感知燃气浓度变化。
智慧燃气安全方案设计
智慧燃气安全方案设计智慧燃气安全方案设计随着智能科技的不断进步，智慧化燃气安全方案已经成为保障人们生命财产安全的重要手段。
本方案旨在设计一套智慧化燃气安全方案，通过智能化的监测、报警和控制系统，提升燃气使用的安全性和便捷性。
一、智能化燃气监测系统智能化燃气监测系统是智慧燃气安全方案的核心。
该系统通过安装在燃气管道中的传感器，实时监测燃气的浓度和漏气情况。
当燃气浓度超过预定阈值或发生漏气时，系统将自动发出警报并发送通知给用户和相关部门。
同时，系统还可以识别燃气泄漏的位置，为后续处理提供有力的依据。
二、智能化燃气报警系统为了能够及时发现燃气泄漏和预防事故发生，智能化燃气安全方案还应该配备智能化燃气报警系统。
该系统可以在燃气泄漏、燃气浓度超标等情况下，立即发出声光报警信号，提醒人们及时逃离危险区域。
同时，该系统还应该能够自动拨打报警电话，通知相关部门前来处理。
三、智能化燃气控制系统为了加强对燃气的控制，智慧燃气安全方案还应该包括智能化燃气控制系统。
该系统可以根据用户的需求，实现对燃气的智能化控制。
例如，用户可以通过手机App或智能化控制面板，随时随地监测和控制燃气的使用。
同时，系统还可以根据用户设定的时间和条件，自动打开或关闭燃气阀门，减少不必要的燃气消耗和安全风险。
四、智能化燃气应急预案智慧燃气安全方案还应该建立完善的智能化燃气应急预案。
该预案应该包括燃气泄漏和事故应急处理流程、联系人和电话等重要信息，并定期进行演练和更新。
通过智能化的预案管理系统，可以快速响应燃气安全事件，并进行有效的处置，最大限度地保护人们的生命财产安全。
五、培训和宣传为了使智慧燃气安全方案发挥最大的效益，还需要开展相关的培训和宣传工作。
培训可以提高用户对燃气使用安全常识的认知，如何正确使用燃气设备、如何应对紧急情况等。
宣传可以通过各种媒体渠道，向广大用户普及燃气安全知识和智慧化燃气安全方案的优势，提高用户对安全方案的认知和接受程度。
一个简易的智能家居煤气报警器的设计
本栏目责任编辑：梁书计算机工程应用技术一个简易的智能家居煤气报警器的设计薛云飞，徐凯，黄智伟，刘华健，李少帅，余久久（安徽三联学院，安徽合肥230601）摘要：设计一个简易的、基于单片机的智能家居煤气报警器。
以单片机AT89C52作为报警器的主控制器，控制系统电路。
以周围气体和温度传感器为辅，实现对泄露气体和温度的检测。
报警器的设计采用了模数转换电路，通过数码管晶体显示器可显示气体浓度及室内温度，并且采用移动无线通信技术能将数据实时传送到手机客户端，从而起到报警功能。
关键词：煤气报警；单片机AT89C52；数码管晶体显示器；无线通信技术中图分类号：TP311文献标识码:A文章编号：1009-3044(2021)06-0236-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）:Design of a Simple Smart Home Gas Alarm XUE Yun-fei,XU Kai,HUANG Zhi-wei,LIU Hua-jian,LI Shao-shuai,YU Jiu-jiu (Anhui Sanlian University,Hefei,230601,China)Abstract ：Design of a simple smart home gas alarm based on Single Chip Micyoco (SCM)of AT89C52as the alarm control system circuit.The detection of leakage gas and temperature is realized by surrounding gas and temperature sensor.The design of alarm adopts the analog-to-digital conversion circuit,which can display the gas concentration and indoor temperature through the digital transistor display,and adopts the mobile wireless communication technology to transmit the data to the mobile phone customer ser⁃vice terminal in real time,thus playing the alarm function.Key words ：gas alarm;SCM of AT89C52;digital tube crystal display;wireless communication technology1引言随着人们经济生活和科技水平的提升，现在城镇居民大都住上了高楼大厦，人们的安全问题也越来越受到人们的重视。
家用煤气安全智能控制系统的设计
火 焰 熄 灭 后 及 时 关 闭 电 磁 阀 ， 止 由 外 部 ＤＣ 防 电压 ； 另一路 采 用 ＋ Ｖ的 内部 电池 ， 部 ９ 外
断 原 因 造 成 煤 气 炉 火 焰 熄 灭 而 导 致 煤 气 泄 供 电时 电 池 处 于 浮 充 状 态 ， 电时 给 系统
采 用二 路 电源 供 电 。 一路 由外 部 ２ ０ ＡＣ ２Ｖ 电源 经 过 变 压 器 、 桥式 整流 电路 ， 出 １ Ｖ 输 ２
针 对 当 今 此 类煤 气 使 用安 全 和 当 前 报 煤 气 ； 煤 气 浓 度 达 到设 定 的 安 全 阈值 最 当 低 时 ， 音 开 始报 警 同 时 驱 动排 气扇 工 作 ； 语 于 单 片 机 控 制 的煤 气 智 能 控 制 系 统 ， 系 该 超 过 最 大 安 全 阂 值时 ， 自动 关 闭 电磁 阀 ； 当 统 以 功 能 强 大 的 ｓ ８ Ｃ５ 单 片机 作 为 控 Ｔｃ ９ ２
出， 严重 威 胁 到 人 们 的 生命 财 产 安 全 。 传 而
入 单 片 机 。 片 机 对 二 路 信 号 进 行 综 合 分 性 能 Ｃ 单 ＭＯＳ 位微 控 制 器 ， 有８ ８ 具 Ｋ在 系统 可
用 ｌｓ 存 ５２ 内 统 的 煤 气 安 全 报 警 器 不 仅 功 能 单 一 ， 定 析 后 做 出相 应 的 反 应 。 户 若 正 常 使 用 煤 编 程 Ｆ ａ ｈ 储 器 ， １ 字 节 ＲＡＭ ， 置 稳
考 虑 到 此 系 统 要 求 功 能 较 多 ， 需 程 所
已普 及 到 千 家 万 户 。 由于 管 道 漏 气 、 关 是利 用 能检 测波 长 在？ ０ ｍ ～１ ０ ｎ 但 开 ６ｎ ０ ｍ范 围 序 空 间 和 数 据 运 算 空 间 较 宽 ， 要 求 价 格 １ 又 不 紧 或 烧 煮 中 火 焰 被 扑 灭 、 户 在 使 用 过 内 的 光 源 的 探 头 对 火 焰 进 行 检 测 ， 过 电 低廉 ， 此选 用 Ｓ ８ Ｃ ２ 用 经 为 ＴＣ ９ ５ 单片 机 作 为控 制 程 中 的 不 当 操 作 等 原 因导 致 煤 气 大 量 溢 压 比 较 器再 通 过 低 通 滤 波 器 滤 波 输 出 ， 送 系统 为 核 心 。 ＴＣ ９ ５ 是一 种 低 功 耗 、 Ｓ ８Ｃ ２ 高
燃气智慧安全系统管理设计方案
燃气智慧安全系统管理设计方案燃气智慧安全系统是一种结合物联网、大数据、人工智能等最新技术的智能化管理系统，可以通过实时采集、传输、分析燃气设备运行数据，实现对燃气设备的远程监控、预警、故障诊断和维护管理，提供及时、准确、高效的燃气安全管理服务。
一、系统架构设计1. 传感器层：通过在燃气设备上安装各类传感器，实时采集设备的运行状态、温度、压力、流量、燃气泄漏等参数的数据，将数据上传至云平台。
2. 云平台层：接收来自传感器的数据，并进行存储、处理、分析。
通过云计算和大数据分析技术，实现对海量数据的快速处理和准确分析，为后续的决策提供支持。
3. 应用层：基于云平台层的数据，开发适用于不同管理需求的应用程序，包括远程监控、预警、故障诊断和维护管理等功能，为燃气设备的安全管理提供全方位的支持。
二、功能设计1. 远程监控：通过云平台和应用程序，实现对燃气设备的远程监控。
可以随时随地获取设备的运行状态、温度、压力、流量等参数，及时了解设备的工作情况。
2. 预警功能：通过设定阈值和规则，监测设备的各项参数是否超过安全范围，如温度过高、压力过大、燃气泄漏等，一旦发生预警情况，系统会及时向相关人员发送预警信息，以便及时采取措施。
3. 故障诊断：根据设备的运行数据和历史数据，结合人工智能技术，对设备进行故障诊断。
系统可以自动判断设备是否存在故障，并给出故障原因和处理建议，提高故障排除的效率。
4. 维护管理：通过系统对设备的运行数据进行分析和统计，可以提供设备的运行状态分析报告，为设备的维护和保养提供依据。
同时，系统可以根据设备的运行情况和维护规则，提醒维护人员进行定期维护和保养。
三、安全性设计1. 数据传输安全：采用加密技术对传输的数据进行加密处理，确保数据传输的安全性。
2. 访问权限控制：通过系统的权限管理功能，设置不同级别的用户权限，限制用户对系统的访问和操作权限，确保系统的安全性。
3. 预警机制：系统设定预警规则和阈值，一旦发生预警情况，系统会及时向相关人员发送预警信息，及时处理安全隐患。
家用煤气报警控制系统设计
家用煤气报警控制系统设计发布时间：2021-07-28T10:24:55.037Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：徐金成[导读] 摘要：如今社会上，出现了很多煤气报警器，然而这些产品大多数采用复杂的PC机针对煤气的泄漏做出相应的报警，没有对浓度高低不同做出不同的反应。
河南克莱威纳米碳材料有限公司河南省郑州市 452400摘要：如今社会上，出现了很多煤气报警器，然而这些产品大多数采用复杂的PC机针对煤气的泄漏做出相应的报警，没有对浓度高低不同做出不同的反应。
本文以AT89S51为主要芯片，用MQ-7气敏传感器对室内煤气主要成分（一氧化碳）的浓度进行探测，并将相关信息转化成模拟信号再通过A/D转换器转换成电信号，送入AT89S51单片机中，通过一系列转变在四位七段数码管上显示，在单片机中经过一系列运算，与设定的两个值进行比较，低于小值时煤气管道正常供气；在两值之间时，系统关闭气阀，打开通风装置，待低于小值时，关闭通风装置，同时打开气源；高于大值时，进行声光报警，提醒危险存在以疏散人群，同时关闭气阀，打开通风装置，待低于大值时，停止报警，待低于小值时，关闭通风装置，同时打开气源。
关键词：AT89S51；传感器；煤气报警器引言随着现代科技和国民经济的日益发展，人民生活水平生活质量不断提高，煤气的变革及西气东输工程的进行，使得煤气的应用越来越广泛，虽然，现在人们已经意识到安全使用煤气的重要性，但是，每年由于使用不当和设备老化导致的煤气中毒事故时有发生，因室内煤气浓度过高，引起煤气爆炸的事故也不少见。
因此，煤气报警控制系统的研究日益重要，能否精确地检测出煤气的浓度直接关系到人民的人身安全及财产安全。
1. 研究的现状及意义1.1 研究的现状煤气的主要成分是甲烷，甲烷是一种可燃性气体，遇到明火就会燃烧甚至爆炸，甲烷的不完全燃烧产生CO，CO与血液中的血红素的结合能力是氧的240倍，当它进入人体血液循环系统后，就会抑制血液中氧气的释放，从而致使人缺氧，导致CO中毒。
燃气智慧安全系统设计方案
燃气智慧安全系统设计方案燃气智慧安全系统是一种基于智能技术与传感器技术相结合的安全监控系统，主要用于监测和管理燃气设备的安全运行。
下面是一个燃气智慧安全系统的设计方案，以下是具体的设计方案：一、系统功能需求：1. 燃气泄漏检测：系统能够实时监测燃气管道和设备中的泄漏情况，一旦发生泄漏，系统能够及时报警。
2. 燃气安全监控：系统能够实时监测燃气设备的工作状态和运行情况，如压力、温度、气体浓度等参数，提供全面的设备监控。
3. 燃气事故预警：系统能够通过数据分析和预测算法，预测潜在的燃气事故，并提前发出预警，帮助用户避免事故发生。
4. 远程监控与控制：系统能够通过互联网实现对燃气设备的远程监控和控制，用户可以通过手机或电脑随时了解设备状态并进行操作。
5. 数据分析与管理：系统能够对燃气设备的历史数据进行分析和管理，提供数据报表和统计分析，帮助用户了解设备运行情况，优化设备的使用。
二、系统硬件组成：1. 传感器：包括燃气浓度传感器、温度传感器、压力传感器等，用于采集燃气设备的工作参数。
2. 控制器：用于传感器和执行器之间的数据交互和控制，具有数据分析和通信功能。
3. 执行器：包括电磁阀、开关等，用于远程控制燃气设备的开关和状态。
4. 通信模块：包括无线通信模块和有线通信模块，用于系统和用户之间的数据传输和通信。
5. 数据存储模块：用于存储燃气设备的运行数据和历史数据。
6. 报警装置：包括声光报警器和短信报警装置等，用于在发生燃气事故时发出报警信号。
三、系统软件设计：1. 数据采集与处理：设计软件模块对传感器采集的数据进行处理和分析，判断燃气设备的工作状态和运行情况。
2. 数据存储与管理：设计数据库模块对采集的数据进行存储和管理，包括实时数据和历史数据的存储管理。
3. 报警与预警：设计报警模块对设备的异常情况进行判断和报警，同时通过数据分析和预测算法对潜在的事故进行预警。
4. 远程监控与控制：设计远程监控与控制模块，实现用户对燃气设备的远程监控和控制，包括设备的开关和状态监测等功能。
燃气智慧安全系统设计方案
燃气智慧安全系统设计方案燃气智慧安全系统设计方案1.引言随着城市化进程的不断加快，城市中的人口密集度越来越高，燃气的使用量也不断增加。
然而，燃气泄漏不仅会造成严重的经济损失，还会造成人身伤害甚至生命危险。
因此，设计一个燃气智慧安全系统，能够及时发现燃气泄漏，并采取适当的措施进行处理，对于保障人们的生命安全和财产安全具有重要意义。
2.系统结构设计燃气智慧安全系统的主要结构包括传感器网络、数据传输网络和中心控制系统。
传感器网络通过安装在燃气管道上的传感器，实时检测燃气的浓度变化，一旦发现异常情况，立即发出报警信号。
数据传输网络负责将传感器检测到的数据传输到中心控制系统，中心控制系统负责数据处理和决策。
3.传感器设计为了实现对燃气泄漏的及时监测，传感器的选择非常关键。
传感器应该具有高灵敏度、高稳定性和长寿命等特点。
同时，传感器需要能够与其他设备进行无线通信，以方便数据的传输和接收。
4.数据传输网络设计数据传输网络可以选择有线网络或者无线网络。
对于大规模的燃气使用场景，无线网络更为适合。
无线网络可以通过物联网技术实现，可以选择使用蓝牙或者Wi-Fi进行数据传输。
同时，为了确保数据的安全性，可以采用加密算法对数据进行加密。
5.中心控制系统设计中心控制系统是整个系统的核心，负责接收传感器传输的数据，并进行处理分析。
中心控制系统可以实现实时监测燃气的浓度变化，并能够根据预设的阈值进行报警处理。
同时，中心控制系统还应具备远程监控和管理的功能，可以通过手机App或者Web界面进行监控和管理。
6.系统应用燃气智慧安全系统可以应用于各种燃气使用场景，如家庭、企业、公共场所等。
通过安装传感器和连接中心控制系统，可以实现对不同场所燃气的实时监测和报警处理，提高安全性和便利性。
7.系统优势燃气智慧安全系统相比传统的燃气安全系统具有以下优势：- 实时监测：传感器可以实时检测燃气的浓度变化，大大提高燃气泄漏的检测精度和及时性；- 远程监控：中心控制系统可以实现远程监控和管理，方便用户对燃气使用情况进行监测和控制；- 智能报警：根据预设的阈值，中心控制系统能够自动判断是否发生燃气泄漏，并进行相应的报警处理；- 数据分析：中心控制系统可以对传感器收集到的数据进行处理和分析，优化燃气使用效率。
智慧燃气安全方案设计说明
智慧燃气安全方案设计说明智慧燃气安全方案设计说明一、背景介绍随着社会的进步和科技的发展，人们的生活水平不断提高，越来越多的家庭开始使用燃气作为生活能源。
然而，由于燃气本身的特性，一旦泄漏或者不正常使用，就会带来巨大的安全隐患。
因此，设计一个智慧燃气安全方案，为用户提供安全的使用环境，成为当务之急。
二、方案设计1.传感器和监测系统安装燃气泄漏传感器和烟雾传感器，通过实时监测燃气浓度和烟雾浓度，及时发现异常情况，并通过智能网关发送报警信息给用户手机或安全中心。
2.智能阀门和报警系统通过智能阀门控制燃气出入口，一旦发生燃气泄漏等危险情况，系统自动关闭燃气阀门，并发出警报声提醒用户。
3.人工智能算法利用人工智能算法对燃气使用习惯进行学习和分析，结合传感器数据，能够实现对燃气使用的智能监控和预警，以及异常情况的自动识别和处理。
4.用户APP为了方便用户实时了解燃气使用情况，可以开发一款专门的用户APP。
用户可以通过APP远程控制燃气阀门的开启和关闭，查看实时燃气使用状态，并接收报警信息。
5.安全教育和培训在智慧燃气安全方案的设计中，加强用户的安全意识教育和培训非常重要。
可以通过宣传册、视频教程等形式，向用户普及一些基本的燃气安全知识和使用技巧。
三、方案优势1.及时预警和处理通过智能传感器和监测系统的实时监控，能够及时发现燃气泄漏和异常情况，并通过智能阀门自动关闭，提高了安全性能。
2.智能化管理和控制借助人工智能算法和用户APP，用户可以方便地对燃气阀门进行远程控制和监控，提高了使用便利性和灵活性。
3.全方位安全保障智慧燃气安全方案设计不仅关注燃气泄漏，还包括了燃气火灾等其他安全隐患。
通过综合利用传感器和报警系统，全方位保障用户的燃气安全。
4.用户参与和安全教育智能化的燃气安全方案可以增加用户的参与感，引导用户主动参与燃气安全管理。
同时，通过安全教育和培训，提升用户的安全意识和技能，减少安全事故的发生。
四、实施计划1.方案设计和技术研发，包括传感器的选择和数据分析算法的开发。
智能燃气灶具控制系统的设计
智能燃气灶具控制系统的设计摘要介绍以单片机作为核心控制器件,实现燃气灶具的按键控制、火力调节、熄火保护、安全闭气等功能。
使燃气灶具安全性更高,操作更方便。
关键词单片机;智能燃气灶具;离子探火随着人们生活水平的提高和家用电器的数字化自动化发展,家用灶具成为每个家庭必有的生活品。
但消费者对家用灶具的安全性、耐用性、美观性、方便性等方面也提出了越来越高的要求,而且我国在家用燃气灶具新标准中规定,自2008年5月1日起,家用燃气灶具每一个燃烧器均应设有熄火保护装置。
随着电子技术引入灶具领域,使得灶具的自动化和智能化程度都有所提高。
而基于单片机的燃气灶具智能控制器的开发,正是顺应了这种时代发展潮流。
1 系统结构及硬件设计由于工作环境的特殊性,要求能在高温以及脉冲点火时产生的强干扰下可靠工作。
本系统由一块抗干扰能力强、功能强大的微控制器为核心,以及实现各功能的电路模块组成。
实现自动点火、火力控制、熄火保护、声光报警等功能。
本系统采用市电供电,由一块微型高频开关电源为电路供电。
以单片机为核心元件,能在十分苛刻的环境下工作,运行可靠,容易实现复杂的控制。
系统硬件结构如图1所示,它主要由微控制器、感应按钮、火焰传感器、火力控制、脉冲点火和显示部分组成。
为了提高安全性,加装了电磁阀,在意外熄火和停电时,可闭气保护。
图1 系统结构1.1 微控制器的选取微控制器选用Atmle公司的Atmega16,它有16KB Flash和521B的RAM,8路10位A/D,工作温度-55℃—125℃,支持ISP在线下载,方便产品现场升级。
1.2 感应按钮的设计感应按钮为电容感应式,电路原理图如图2所示。
图2 感应按钮其工作原理为:高频电压由开关电源的次级线圈引入,当高频电压由C2耦合进来,再经D2半波整流,给C3充电,C3电压为Uc3,Uc3经单片机内部A/D转换后进行数据比较。
当手指触到触摸金属片时,由于人体分布电容的存在,会有一部分高频电压从人体流过,从而使得C3电压下降,即A/D输入电压下降。
智能燃气灶具控制系统的设计与实现
３ 测试 结果
为了 验证设计， 对研制的 系统做了 长时间的测试， 分别对开机点火时间、 灶具意外熄火后阀门关闭 时间 及定时时间 进行了测试。其测 试结果如表 １ 所示。
序号 左灶头 点火 时 间（） ， 右灶 头点火 时间 ， （）
表 １ 侧试 结果
的家 用燃气灶具将成为今后发展的必然趋势。另外随着人们生活水平的提高， 对家用燃气灶具的安全 性、 节能性、 性、 美观 操作方便性、 智能化等提出了 更高的 要求， 而基于单片机的燃气灶具智能控制器的 开发， 正是顺应这种时代发展潮流。
１ 系统结构及硬件设计
为了提高系统的 安全性， 统采用了 系 两道安全阀门， 左右灶头各有一个电磁阀和旋塞阀， 步 即 而由 进电机带动旋塞阀 调节灶具火力大小。系 统结构如图 １ 所示， 它主要由 控制 器模块、 感应按键模块、 步 进电机驱动模块、 热电偶火焰温度 检测模块、 点火模块等组成。 脉冲 １１ 单片机的选取 ． 单片机选用 说 刻 公司的 Ｍ ８Ｃ Ｇ ２ 它有３ｋ 朋 程序 Ｆ 。 ｅ ６ Ｃ Ｈ叨ｇＺ 。 ３ ２ｎ ｈ 存储器、 ＲＭ、 路１位 刀 Ｉ 冉 １ ０ Ｂ ｋ ６
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家庭智能燃气安全防护解决方案
家庭智能燃气安全防护解决方案当今社会，智能化已经成为人们生活的主流趋势。
在家庭生活中，人们也越来越重视智能化设备的运用，其中家庭智能燃气安全防护解决方案备受关注。
家庭燃气安全问题一直备受关注，智能化技术的应用为家庭燃气安全带来了新的解决方案。
本文将从多个方面探讨家庭智能燃气安全防护解决方案的优势和重要性。
智能化燃气安全设备的出现，不仅可以帮助监测燃气泄漏，防止燃气中毒事故的发生，还能提供远程监控和报警功能，让家庭更加安全可靠。
例如，智能燃气报警器可以通过手机App实时监控家中燃气浓度，一旦检测到异常情况，就会立即发送报警信息给用户，及时采取措施避免危险的发生。
此外，家庭智能燃气安全防护解决方案还可以通过智能化技术实现更加精准的控制。
通过连接家庭燃气设备和智能控制中心，用户可以实现对燃气设备的智能控制和调节，确保燃气的安全使用。
比如，智能燃气阀门可以根据用户设定的参数自动控制燃气的流量和关闭阀门，避免因为用户疏忽造成的安全隐患。
除了燃气泄漏及燃气中毒的风险，家庭燃气安全还面临着其他一些潜在的危险，比如煤气灶的使用不当可能导致火灾的发生。
而智能化技术可以通过燃气灶的智能控制功能，监测燃气灶的使用情况，避免用户在使用过程中出现操作不当或者疏忽等情况，降低燃气灶使用引发火灾的概率。
此外，家庭智能燃气安全防护解决方案还可以结合家庭智能化系统，实现更加智能化的安全防护。
比如，智能家居系统可以通过连接不同的智能设备，实现对家庭燃气设备的统一监控和控制，让用户可以在任何时间、任何地点实时监测和控制家庭燃气设备的安全状况。
而且，家庭智能燃气安全防护解决方案还可以结合人工智能技术，实现更加智能化的预警和应对。
通过对燃气设备工作状态的大数据分析和学习，智能化系统可以识别用户的生活习惯和行为模式，预测潜在的安全风险，并及时发送警报和提醒。
在解决家庭燃气安全问题的过程中，用户的使用体验也是非常重要的一个方面。
智能燃气设备不仅需要具备稳定可靠的功能，还需要具备简单易用的用户界面和操作方式。
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家用煤气安全智能控制系统的设计
摘要:当前由于燃气泄漏所引发的各种安全事件仍屡见不鲜,煤气安全一直是影响人们生命财产安全的重大隐患之一。
为此,本文介绍了一种基于单片机的家庭煤气安全智能控制系统,它可对煤气浓度和火焰进行实时检测、语音提示与报警并能自动关闭电磁阀和驱动排气扇,且能对煤气的使用时间进行设定,并详细地介绍了系统的设计,给出了系统的测试结果,实验结果表明,该方案完全符合设计要求。
关键词:单片机煤气浓度检测火焰检测语音报警气敏传感器火焰检测探头
随着经济的高速发展和人民生活水平的提高,煤气作为方便、经济、洁净的燃料已普及到千家万户。
但由于管道漏气、开关不紧或烧煮中火焰被扑灭、用户在使用过程中的不当操作等原因导致煤气大量溢出,严重威胁到人们的生命财产安全。
而传统的煤气安全报警器不仅功能单一,稳定性差,而且还需专门的技术人员来维护,不适合家庭使用。
针对当今此类煤气使用安全和当前报警器的现状,为此,我们研究设计了一种基于单片机控制的煤气智能控制系统,该系统以功能强大的STC89C52单片机作为控制器,对室内空气中的CO、煤气灶的火焰进行实时监控,并快速做出反应,从而达到安全使用煤气、预防煤气事故发生之目的。
1 家庭煤气安全控制系统的工作原理与结构设计框图
该家庭煤气安全控制系统,一是利用QM-10-+-6+型气敏传感器将检测到的室内空气中的煤气浓度转化成0-5V的模拟电压信号,经低通滤波器滤波后送到A/D芯片中进行A/D转化,再送至单片机;二是利用能检测波长在760nm～1100nm范围内的光源的探头对火焰进行检测,经过电压比较器再通过低通滤波器滤波输出,送入单片机。
单片机对二路信号进行综合分析后做出相应的反应。
用户若正常使用煤气,单片机控制语音模块定时播放煤气安全使用中的注意事项,提醒用户正确使用煤气;当煤气浓度达到设定的安全阈值最低时,语音开始报警同时驱动排气扇工作;超过最大安全阈值时,自动关闭电磁阀;当火焰熄灭后及时关闭电磁阀,防止由外部原因造成煤气炉火焰熄灭而导致煤气泄漏发生;同时系统提供用户定时使用功能,当用户离开现场时,可能自定义设置煤气的使用时间,时间到达后系统自动控制关电磁阀门,防止事故发生,同时节约能源。
在整个过程中对采集到的煤气浓度进行显示。
基于以上的技术条件,其结构框图设计如图1所示。
2 各模块的功能和实现方法
考虑到此系统要求功能较多,所需程序空间和数据运算空间较宽,又要求价格低廉,为此选用STC89C52单片机作为控制系统为核心。
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系
统可编程Flash存储器,512字节RAM,内置4KBEEPROM。
2.1 电源部分设计
为了防止断电后系统不能正常工作,采用二路电源供电。
一路由外部220V AC电源经过变压器、桥式整流电路,输出12V DC电压;另一路采用+9V的内部电池,外部供电时电池处于浮充状态,断电时给系统供电。
输出电压一路再经过7805稳压、电容滤波后输出+5V,供单片机和各芯片工作,加可变电阻R12调节输出3.6V电压供时钟芯片备用;另一路9V或12V电压直接用于供电磁阀工作。
开关S3为系统总开关,接通电源LED1亮,1K电阻R11进行限流。
电源电路如图2所示。
2.2 实时检测部分设计
该部分主要由QM-10型气敏传感器、火焰传感器(它们的电路设计分别如图3-图4所示)、八位单通道逐次渐近型A/D转换器ADC0804组成。
由于系统实时检测的是有毒气体,对浓度检测传感器的要求很高,笔者选用了QM-10型气敏传感器,它对一氧化碳具有很高的灵敏度和良好的选择性、反应速度快等特点,其输出的0～5V模拟电压与浓度成正比例线性关系。
火焰传感器利用红外接收头检测波长在760～1100nm范围内的光源,为了提高检测的准确性,给探头套上一段黑管,使其检测具有单一方向性,减少其它因素的影,调节R3改变反向端的电压可调节灵敏度,在系统中相当于一个开关,起到熄火保护的作用。
ADC0804是
CMOS八位单通道逐次渐近型A/D转换器,转换速度为几十至几百us,最高分可达256级。
R2、R11两个1K的电阻串联分压提供VREF/2脚 2.5V的参考电压;R13、C22构成RC电路产生频率在100k～1.28MHz内的时钟信号,时钟频率CLCK=1/1.1RC;0～+5V模拟电压信号从VIN+输入,加个10K的电阻R14对输入信号限流,VIN-接地,其电路设计如图5所示。
(如图3图4)
2.3 系统执行部分设计
由时钟/定时器电路、电磁阀和排气扇驱动电路、语音提醒/报警电路、显示器电路。
时钟/定时器电路采用常用的DS1302时钟芯片,32.768HZ的晶振提供时钟信号,加0.1μf的去耦电容,3.6V的备用电源,其电路设计如图6所示;通过三个独立按键(S3为加一键、S4为减一键、S5为功能键,限于文章篇幅,本文不再给出设计图)对时钟的初值以及定时器的时长进行设置和修正,时钟用于给用户提供一个时间参照,定时器以时钟时间为基准对煤气的使时间进行设置,到达后系统自动关闭电磁阀。
(如图5图6)
驱动电路由电磁阀闭合和排气扇驱动二部分电路构成。
电磁阀闭合电路由UNL2003驱动器、NPN三极管、电磁阀组成,如图7所示。
电磁阀选用SN-DN15管道电磁阀,SN-DN15有二种关闭的方式: 1000μf电容放电自动关阀和手动关阀;电磁阀开启需现场人工操作,安全性更强。
它具有快速切断功能,密封性能好、耗电省、灵敏度高、动作可靠、体积小、使用方便等优点。
OUT5为低电平时Q1截止,Q2导通,电磁阀关闭;反之Q1导通Q2截止;在基级上加1K电阻限流。
OUT5输出的信号为脉冲信号,目的是为下一次关闭阀门做准备。
排气扇电路由UNL2003驱动器、继电器、排气扇、AC220V电源等构成,继电器将220V AC电源与控制信号完全隔离,提高系统抗干扰能力,实现低电压控制高电压。
当煤气泄漏,空气中浓度达到所预设的阀值100ppm时,K1关闭,排气扇开启同时电磁阀也关闭;用户也可以通过控
制开关S1手动开启排气扇,其设计如图8所示。
语音部分选用Rec-1000语音录放模块,它是NewWay电子基于ISD4003/4004语音录放芯片开发的语音录放系统,板载LM386音频放大器和STC15F104E单片机,能够很方便的和主单片机STC98C52系统级联,通过主单片机控制,可以播放之前录制好的语音进行语音提醒和语音报警。
显示器选用2行16列的5*7点阵字符位的LCD1602显示器,系统检测到的各数据经STC89C52单片机处理后通过I/O口P2送到LCD1602进行显示,显示器显示现场一氧化碳的浓度值、时钟以及定时器时长,(限于文章篇幅,本文不再给出其设计图))。
由于本系统功能强大,所需要的控制端口较多,而STC98C52单片机端口又有限,不能满足系统对端口的数目的要求,所以我们选用SN74HC573锁存器对P0口进行外部锁存,使P0端口能够复用,达到扩展I/O口的目的(限于文章篇幅,本文不再给出该项部分设计图)。
(如图7图8)
3 软件的设计
家庭煤气安全控制系统软件用简捷易懂的高级语言C编写,采用结构化的软件设计方法,主要包括系统主程序和各功能模块的子程序。
主程序实现CO浓度的采集和处理、系统的初始化、LCD的显示、时钟、电磁阀的关闭、语音提醒和报警、驱动排气扇、煤气使用定时
等功能。
主程序的流程图如图9所示.
主程序中数据初始化主要是对系统中的数据分配内存空间和各模块中初始变量的设置。
50ppm是成年人置身其中所允许的最大含量,系统中的设定值1为了30ppm,当浓度大于这个值时,系统做出语音提醒,告诉用户处理事故的方法,使他们不过于慌张,防止事故进一步恶化;浓度达到200ppm时,人在(2～3)h后会有轻微的头痛、头晕、恶心,故设定值2设为100ppm,当煤气浓度连续10s取值都在这个报警值之上时,进行报警并关闭电磁阀同时自动驱动排气扇对室内煤气进行稀释。
(如图9)
4 性能测试
笔者分别对30ppm、50ppm、100ppm、200ppm、600ppm为标准的密封缸内的CO气体进行测试,并把测试QM-10型气敏传感器放入密封缸内,其部分测试数据如图10～图11所示。
从测试结果可知,其稳定性较好,误差都在范围内,且其响应速度都地3s之内,满足设计要求。
5 结语
通过以上测试结果可以看出,该家庭煤气安全控制系统在检测范围、报警输出、响应速度、切断气源等基本指标均能满足设计要求。
其采用的单片机(STC89C52)与QM-9型气敏传感器、火焰传感器器件相结合的方法来实现煤气安全检测,使得整个系统外围元件较少,调试方便,软件工作量不是很大,为家用煤气安全测控技术的发展探索了一条新的技术途径。
参考文献
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