小型车内气体监测系统的设计与研究

小型车内气体监测系统的设计与研究
摘要：汽车怠速状态下一氧化碳中毒事件频发，若发动机突然低速运行，加以
空调开放，将会导致尾气中的有害气体会倒灌，泄露到汽车内部。

在狭小的汽车
内部，有毒气体汇集在一起，造成有害气体浓度值偏高，轻则车内人员中毒，重
则危害生命。

一氧化碳气体，其本质特性与其他气体不同，能够直接与人体内的
血红蛋白相融合，产生一氧化碳中毒现象，导致体内的血红蛋白失去与氧气结合
的功能，导致人类缺氧现象的发生，导致脑缺氧，昏厥。

而且一氧化碳中毒的话，就算不危及生命，也会造成大脑皮层严重受损。

为了更好防控一氧化碳中毒事件，需要根据其性能因素，研发一款专门对抗一氧化碳的报警处理器，当环境中的一
氧化碳浓度超过一定值后，触发警报，并开启类似排气扇，让新鲜空气得以流通
起来，在危急时刻挽救人们生命。

为更好的实现CO检测报警仪的功效，将keil
软件与proteus软件结合，通过Proteus实现接口电路设计，来实现数据的采集和转化。

将模拟信号转换为有效的数字信号，再由单片机转化呈现出为CO的浓度值。

该报警仪能够与计算机联网，简单易操作，且高效准确，具有小巧灵活、安
全系数高、数据转化准确稳定等特点优势。

关键词：STC89C52；ADC0832；LCD1602
第1章绪论
冬季或者天气较冷时，人们外出会选择开车或者在车内午休，闭窗开暖气是
一件舒服的事情，住不知，排气管内有毒气体可能出现倒流，倒灌进汽车内部。

在狭小的汽车内部，导致有毒气体迅速蔓延扩散，轻则车内人员中毒，重则危害
生命。

一氧化碳这种气体，与其他气体最大的区别，便是能直接与人体内的血红
蛋白相融合，造成一氧化碳中毒现象，拦截人体细胞与氧气结合的功能，产生人
类缺氧现象的发生，导致脑缺氧，昏厥。

而且一氧化碳中毒的话，即使没有危害
生命，也会造成大脑皮层严重受损。

为了更好防控一氧化碳中毒事件，需要根据
其性能因素，研发一款专门对抗一氧化碳的报警处理器，在环境一氧化碳浓度超
过一定值后，触发警报，并开启类似排气扇，促使新鲜空气得以流通起来，让人
们防患于未然。

一氧化碳，简称CO，其化学性质属于易燃易爆类的有毒气体，常温下无色
无味、难溶于水，但易溶于氨水。

因其密度低于空气，因此可以均匀的散发在检
测空间里。

因其无色无味的特性，导致人们无法直接感受到一氧化碳浓度超标，
会促使人们产生慢性中毒，严重的甚至能够危及生命。

CO在超标的情况下，被
人们吸入到身体内，导致体内的血红蛋白与碳结合，导致无法与氧气结合，因为
碳的结合力更高，形成碳氧血红蛋白。

碳与体内的血红蛋白一旦结合，分离的难
度偏高，它们的解离速度只有氧和血红蛋白的0.0036倍。

在与碳相结合后，会将氧气排挤在外，脑血管在没有氧气的参与下，容易产生脑供血不氧的现象；氧气
供应不足的情况下，出现低氧症、窒息等现象。

因此，所处的环境CO超标的情
况下，将会出现危机人们身心健康的危险，重则危及性命，造成的危害不容小
觑。

第2章系统设计
本篇论文主要深入研究CO浓度的把控和监督观察，防止其浓度超标现象的
发生与及时报警系统，综下所述为对该系统的各方面要求、技术防范、实施情况、
整个方案的的进度等的阐述。

2.1 系统的组成及方案设计
本篇论述的系统核心配件主要有：单片机、MQ-7型CO检测器，ADC0809模数转换器、按键电路、报警电路、液晶显示电路和排气扇电路组成。

在系统运转
过程中，烟雾浓度传感器在环境中感应到CO浓度超标，将这一信息传递转变为
电信号。

ADC0809转换器将模拟量的电信号转变成数字信号，并传播给单片机。

单片机由经系统内部的检测核算，将所获取的数字信息转变为浓度信号，将最终
获取的CO值呈现在LCD1602液晶屏幕上。

使用者可以自己设定一氧化碳的浓度值，因此如果环境中的一氧化碳超过设定的标准后，系统便会通过内部转换开启
声光报警程序，同时开启排气扇功能，促使空气变得流通起来，降低CO的浓度。

经历整个过程的严格把关控制，经过单片机的控制，让零散的功能整合起来，让
整个系统变得完善和高效起来。

2.2 主电路设计
电路系统包括控制器电路、按键电路、LCD显示电路、报警电路、A/D转换
电路和烟雾传感器电路。

2.3 软件设计
及时有效的检测出一氧化碳浓度值，启动危险警报功能，能够及时的开启排
气扇，让新鲜空气流通，本章将对系统分模块进行研究讨论。

本文的系统设计结
构中，主要内容是通过系统程序化，将所收集到的信号信息传递给单片机。

第3章系统设计
本文以单片机为基础，进行了CO检测设计，选用STC89C52型号的单片机作
为本次设计所需要的核心内部器件。

本篇论述的系统核心配件主要有：单片机、MQ-7型CO检测器，ADC0809模数转换器、按键电路、报警电路、液晶显示电路和排气扇电路组成。

将单片机检测CO作为设计基础的硬件设计当中，系统的核心控制元件应该
选用具有一定要求的单片机。

整个设计内容包括但不限于选取合理的设计CO检
测的设计方案、各部件中的工作情况以及型号信息、传感器和单片机的型号信息
与适用种类、显示模块的设计等等主要内容。

同时要注意的是系统程序的设计常
常是在系统软件的设计之中最为重要的内容，通过设计达标的显示模块，已经由
程序所运算完成的结果可以表现出来。

此外还应当保证查询的格式与设计的独立
按键具有设计的统一性的同时让其显示为CO检测状态，迎合用户习惯。

设计的
检测系统编程语言选用C语言来完成软件的设计，使用LCD1602型号来显示需要
表达的相关信息，用专业的设计工具——Keil来完成单片机的设计。

通过以上的
工具来按部就班的完成语言设计以及程序文件的成功执行，从而实现本次设计的
基本要求。

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