煤气泄漏监测系统设计
家用煤气安全智能控制系统的设计
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。
家用煤气管道气体泄漏报警器的设计探讨
单 片 机 是 整 个 报 警 系 煤气 管 道 气 体泄 漏 的威 胁 以及 可 能带 来 的各 种 安全 事 故 ， 需 要 统 的 核 心 ，其 接 收 传 感 器 人 们 研 究 出一 个 切 实可 行 解决 措 施 。 煤 气 管 道气 体 泄漏 或 未完 全 燃 采 集 的 气 体 浓 度 信 号 ， 并 蒂＇ Ｖ 烧 的废 气 排放 而 大 量产 生 的一 氧化 碳 是 煤气 中毒 事 件 的根 源 ， 如 采 对 模 拟 信 号 进 行 Ａ ／ Ｄ 转 叠 Ｅ Ｉ ＇ Ｆ 《 ＾ 醐 例 盛 事 ｌ《 ＾ Ｄ１ Ｉ 用 家用 煤 气管 道 气 体 泄漏 报警 器 就 可 以得 到及 时的警 示 。 换 ，然后 对 数 字 信 号 进 行 纠 乳２ｌ ＾ 脚 家 泄 漏 报 警 器是 居 民住 宅 中安 全 使 用 煤 气 时 非 常 重 要 的 保 护 处 理 ，最 后 控 制 执 行 器 电 Ｆ薅 Ｉ ＾ 肚 翮 馥 Ｉ ＾ ｌ ｌ 哪 装 置 。由气 敏传 感 器 、 单片机、 报警 器 及其 他 电 子元 件 组成 。 报 警 器 路 工作 。在 选 择 单 片 机 的 壤 ■麟 蓐《 ＾ ｎ鄙 由气 敏 传 感 器 实 时 监 测 环 境 中煤 气 的浓 度 ，通 过 气 体 信 号 采 集 电 时 候 ，首 先 要 能 满 足 报 警 啪 Ｊ ■ 摹 《 ＾ ＢＩ ＊ 哪曹 路， 将监测 的信号通过 Ａ ／ Ｄ转换模块将模拟信号转换为数字信号传 器 设 计 的计 算 速 度 及 接 口 《 搿 Ｒ 删 Ｆ 递 给 单 片 机控 制 电路 。 当气 体浓 度 超过 单 片 机控 制 电路 中的标 准 设 数 的 要 求 ，即在 保 证 报 警 定值时 ， 控制器（ 单 片机 ） 通 过 声 光 报警 执 行 电路 发 出报警 用 煤 气 管 器 工作 灵 敏 、 精确 、 可 靠 的 Ｆ 《 Ｍ 道气 体 信 号 ， 甚 至可 以 执行 关 闭 煤 气 阀 门等 动 作 。气 体 报警 器 的探 条 件 下 ， 选择成本低廉 、 体 爵 礴《 ＾ 蛐 ｃ Ｍ 测气敏传感器通过对周 围环境 中的煤气的吸附， 在传感器表面产生 积 小 的产 品 。 Ｐ Ｉ １ ． ４《 ＾ ＇ 敷％ ＇ Ｉ 化 学 反应 或 电化 学 反 应 ， 使 得传 感 器 的 电物 理 特性 改变 ， 经 单 片 机 本 文选 用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 型 怂 § Ｍ 控 制 电路处 理 后 报 警 。 该 报 警器 能够 有 效 避 免燃 气 泄漏 而 引发 的中 号 单 片机 ， 其 功 耗低 ， 性 能 ｐ２ ． １ １《 ＾ ． １ 骨 《 劓 毒、 火 灾 和 爆 炸 等 安全 事 故 ， 目前 已在 世 界 上 许 多 国家 及 地 区 得 到 高 ， 共有 ８ 位数据总线 ， ４ ０ 普遍 的应 用 。 个 外部 引脚 ， ３ ２ 个双向 Ｉ ／ Ｏ ０铆 隅 近些年 ， 随着 社 会 经 济 的发 展 ， 在 我 国 的多 数 城 市 居 民住 宅 小 端 口 ； ３ 个 １ ６位 可 编 程 定 图１ Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２的 引脚 排 列 区 已铺 设 煤气 管 道 ， 目前 我 国使 用 管 道煤 气 的人 口数量 超 过 两亿 ， 时 计 数器 中断 ；时 钟频 率 这决 定 了管 道 煤 气泄 漏 报 警器 的需求 量 之 巨大 。 随 着社 会 的进 步 和 ０ — ２ ４ ＭＨ ｚ ； ２ 个 串行 中 断 ， 可编 程 Ｕ Ａ Ｒ Ｔ串行 通 道 ； ２ 个 外 部 中断 源 ， 人们 安 全 意识 的增 强 ， 今 后 的报警 器 需求 量 还会 增 长 。由此可 见 ， 煤 共 ８ 个 中断 源 ； ２ 个 读 写 中断 口线 ， ３ 级 加 密位 ；低 功耗 空 闲 和掉 电 气管 道 气体 泄 漏 报警 器 的市场 发 展前 景 较 为广 阔。 模式， 软件 设 置 睡 眠和 唤 醒功 能 。Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片 机 可采 用 常规 的方 ㈣ ２ 报警 器 系 统 的方 案设 计 法 编程 ， 也 可 实 现在 线编 程 。 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 其 工作 电压 范 围为 ２ ． ７ ～ ６ Ｖ （ 实 ２ ． １家 用煤 气 管 道气 体 泄 漏报 警 器 系统 的设 计 构 思 际 使用 ＋ ５ Ｖ供 电 ） ，内置功 能 强大 的微 型计 算机 的 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２提供 了 ， 窭 嚣 ４ 鞲 臻 韩 － 该 系统 能 够 检测 环 境 中的煤 气 浓 度 ，并 具 有声 光报 警 功 能 ， 系 高 性价 比的解 决方 案。 ∞¨ 镗鹄¨ 辐罅 仃罅豫 辩 统的基本组成部分包括 ： 传感器电路 、 Ａ ／ Ｄ转换电路 、 Ｄ ／ Ａ转换 电路 、 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２的引 脚排 列 如 图 １ 所示 ， 主 要管 脚 有 ： Ｘ Ｔ Ａ Ｌ １ （ １ ９脚） 单 片机 、 Ｉ ／ Ｏ电路 等 。 和Ｘ Ｔ Ａ Ｌ ２ （ １ ８脚 ） 为振 荡 器输 入 输 出端 口 ， 外接 １ ２ ＭＨ ｚ晶振 。Ｒ Ｓ Ｔ 传感器电路是由半导体气敏传感器和信号放大电路组成 ， 将气 （ ９脚 ） 为蹲抖霉 复 位输 入端 外接电阻电容组成的复位电路。Ｖ Ｃ Ｃ （ ４ ０ 雌 耋 蠹 孵”舱 ¨ ； 呈 瓣姆雄 耄 戡善 ； 口， 体 浓 度 信 号转 换 为模 拟 电 信 号 。 Ａ ／ Ｄ转 换 电路 将 从模 拟 电 信 号转 换 脚 ） 和Ｇ Ｎ Ｄ （ ２ ０脚 ） 为供 电端 口， 分 别 接＋ ５ Ｖ电源 的正 负端 。 为数 字 信 号 后 送 人 单 片 机 。单 片 机 对 输 入 的数 字 信 号 进 行 运 算 处 ２ ． ４ 总 体方 案 理， 判 断其 是 否达 到 或超 过 某 规定 值 （ 即报 警设 定 值 ） ， 若 测量 值 超 过 ２ ． ４ ． １报警 器工 作 原 理 规定 值 则 会 自动 触 发 报 警 电 路 ， 发 出声 音 报 警 ， 并 让 电磁 阀做 出反 本 文 所设 计 的家 用 煤 气 管 道气 体 泄 漏 报 警 器 以 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２型号 应 。若 测量 值 小 于规 定 值 ， 则 为 正 常状 态 。若处 在 一 个 嘈 杂 的环 境 单 片机 为 控制 核 心 ， 选 用 ＭＯ 一 ５型 电 阻式 半导 体 传 感器 检 测气 体 浓 中， 为 了能 更方 便 引起 人 员 的 注 意 ， 可在 声 音 报 警 基础 上 ， 增 加 闪 光 度 。 报警功能 ， 实 现声 光 组合 报 警 。 传 感 器 将 检 测 到 的气 体 浓 度 电 压 信 号 送 入 Ａ ／ Ｄ 转 换 器 ２ ． ２ 气 体传 感 器 的选 型 Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ０ ９ ； Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ０ ９将 传 感 器 输 入 的 模 拟信 号转 换 成 数 字 信 号 ， 将 气体传感器作为煤气管道气体泄漏报警器的信号采集和输入 数 字 信 号 送 入 Ａ Ｔ ９ ８ Ｃ ５ ２单 片 机 内 ， Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单 片机 对 气 体 浓 度 信 部分 ， 是气一 电转 换 器 ， 它将 空 气 中煤气 浓 度 信号 转 换 为模 拟 电压 或 号进行 比较处理 ；然后判 断气体浓度值是否超 出报警设定 的规定 电流信号 ， 通过 Ａ ／ Ｄ转换 电路 ， 将模拟信号转换 为数字信号后送人 值 ， 当气 体 浓度 值 处 在正 常 范 围 内时 ， 声 音 报 警器 不 发 出报 警 声 ， 灯 单片机 ， 单 片 机对 接 受 的信 号 进行 处 理并 控 制报 警 。 家用 煤 气 管 道气 体 泄漏 报 警 器 主要 应 用 在 家庭 ， 厂房 等 室 内易 发生 煤 气 泄漏 的场所 ， 根据 检 测 要 求 ， 一般 选 用 半 导 体气 敏 传 感器 。 本 设 计 选 用 ＭＱ 一 ５型 气 敏 传感 器 。ＭＱ 一 ５气 敏 元 件 由微 型 Ａ １ Ｏ 陶 瓷管 、 Ｓ ｎ Ｏ ： 敏 感层 、 测 量 电极 和 加 热器 构 成 ， 固定 在 塑 料 或不 锈 钢 制 成 的腔体内， 加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。该气敏元 件在封装后 ， 共有六只针状 的管脚 ， 其中两个用于提供加热电流 ， 另 四个 用 于 信号 输 出 。 ＭＱ 一 ５传感 器 可 以用 于 对 液 化气 、 丙烷 、 氢气 、 天 然 气 和 其 它 可 燃 蒸 汽 的检 测 。具 有 灵 敏 度高 、 抗 干扰 能 力 强 、 响应 快 、 寿命 长 等 优 点， 能适 合 多种 应 用 ， 成 本低 。
管道泄漏监测系统技术方案
管道泄漏监测系统技术方案1.综述1.1.光纤传感简介激光光纤传感法的监测原理为管道泄漏引起附近的光纤温度变化，最终通过激光技术来探测引起光纤感温的部位，采用软件分析激光的变化特性从而确定管道泄漏的部位。
传感器为光纤，目前的一般探测长度可达到30km--60km。
当光纤传感器受到温度变化、物体运动(比如径向或轴向压缩、拉伸和弯曲等)或声信号(如应变波或声发射波)的扰动时，传感器的响应将是扰动引起光纤敏化部分的函数。
目前光纤传感器的响应频率范围为0.1Hz～100kHz。
基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统利用通信干线光缆中的2芯作为基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统的传感兼通信光纤，和管线同沟埋地敷设，与管道间距≤500mm；探测专用线具有耐高温的特点，可以用于高温环境下的通信和温度监测。
管道泄漏监测系统可以监测输油管道、天燃气管道的泄漏，并提出预警，使工作人员可以及时采取措施，防止危险行动进一步发生。
管道泄漏监测系统的传感器是光学器件，不受电磁干扰，因此该系统测试灵敏度较高，同时可使用现有直埋通信系统光缆进行监测，大大降低工程费用。
1.2.管道泄漏监测系统技术介绍光纤具备造价低廉、耐腐蚀、长距离敷设无须现场供电等优点，监测原理采用基于分布式光纤传感技术。
利用基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统可连续监测沿光缆方向管道的温度变化情况确定发生泄漏的部位。
基于分布式光纤测温原理的泄漏检测系统利用光纤的布里渊散射原理，针对各种事件引起的土壤温度不同的特点，通过对各种事件引起的土壤温度变化的捕捉分析来判断和报告各种事件的发生，及时提醒工作人员到现场了解情况，从而阻止事件的进一步发展。
管道泄漏监测系统，利用通讯光缆作为探测工具，由光纤测温主机（光纤线型感温探测器AP658-03B、管道泄漏监测系统、服务器、机柜）和探测专用线（铠装光缆）等部分组成，可实时的不间断的监测天然气管道泄漏危害现象，并能准确无误的指出泄漏或发生故障的地段，确保传输的安全。
基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计
基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计煤气泄漏是一种危险的情况，可能导致火灾、爆炸或中毒等严重后果。
为了确保人们的生命财产安全，设计一个基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统是非常必要的。
本设计基于传感器，将使用MQ-2传感器，该传感器具有灵敏度高、响应迅速等特点。
当煤气泄漏时，MQ-2传感器将感知到气体，并将此信息发送给单片机。
单片机将根据接收到的气体浓度数据做出相应的处理。
该系统的设计思路如下：1.硬件设计：系统的核心部分是单片机，我们选择使用8051系列的单片机。
除此之外，还需要一个MQ-2传感器、蜂鸣器、LCD显示屏以及一些电阻和电容等器件。
这些器件将通过连接线连接起来，形成一个完整的系统。
2.焊接：根据电路图，将电路中的各个元件依次焊接在PCB板上，并确保连接正确，没有错误。
3. 软件设计：使用Keil C编程软件对单片机进行编程。
首先，需要初始化单片机的IO端口和相关寄存器，以便与其他硬件设备进行通信。
然后，设置一个循环，在循环中，通过读取传感器的数据，判断是否有煤气泄漏。
如果检测到煤气泄漏，单片机将通过蜂鸣器发出警报，并将警报信息显示在LCD屏幕上。
该设计中，单片机起到了核心的控制和处理作用。
当煤气泄漏发生时，传感器将传递信息给单片机，单片机通过判断气体浓度是否超过设定的阈值来发出警报。
同时，蜂鸣器发出持续的警报声音，提醒人们注意煤气泄漏的危险。
LCD显示屏可以显示警报信息，方便人们了解具体的情况。
总之，基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统利用了传感器的灵敏度和单片机的控制能力，有效地检测和报警煤气泄漏，保护人们的生命财产安全。
毕业论文-煤气泄漏检测及报警系统设计
煤气泄漏检测与报警系统设计摘要：对煤气泄漏实时精确监控是十分重要的。
本文介绍一种基于单片机技术的智能型煤气监控系统,可对煤气浓度进行智能地实时检测和监控、报警,而且还能实现自动开启和关闭煤气管道阀门,经过多次运行,精确度、灵敏度和稳定性均达到设计要求,且造价低,操作方便,可广泛作为智能报警器及监控系统来使用。
本系统以ATMEGA16单片机为核心，论述了基于测控技术的煤气泄漏监测报警装置的硬件和软件方案设计与实现。
文中重点阐述了信号采集调理电路与语音电路的设计。
实验表明，设计制作的系统满足设计要求，具有实用价值。
关键词：单片机处理器;一氧化碳传感器；煤气浓度；声光报警；煤气泄漏Design of Gas-leaking Monitoring and Alarming System Abstract：Accurate real-time monitoring of the gas leak is important. This paper describes a single chip technology based on intelligent gas monitoring system, the gas concentration can be intelligent in real time detection and monitoring, alarm, and can automatically open and close the gas pipeline valves, after several runs, precision, sensitivity and stability meet the design requirements, and low cost, easy to operate, can be widely as a smart alarm and monitoring system to use.This system uses the ATMEGA16 as control core. This paper introduces the both scheme design and implement of hardware and software on the gas-leaking monitoring and alarming system based on measure and control technology. The experiment shows that the system of design and make satisfies the requirement, and holds better practicability.Key words:Single chip processor;CO Sensor, Gas concentration, voice and light alarm, Gas-leaking目录第1章绪论 (2)1.1 课题背景、目的及意义 (4)1.1.1 课题的背景 (4)1.1.2 课题的目的及意义 (5)1.2 系统设计内容 (5)第2章系统硬件设计实现 (6)2.1 一氧化碳浓度检测电路设计 (6)2.1.1 CO传感器原理介绍与选型 (6)2.1.2 NAP-505型一氧化碳传感器介绍 (7)2.2 键盘及显示电路接口设计 (9)2.2.1 键盘/显示器电路设计 (9)2.3 稳压电源电路设计 (12)2.4 声光报警电路设计 (13)2.4.1 声音报警电路 (13)第3章系统软件设计 (16)3.1 系统软件总体设计 (16)3.2 开机自检模块程序设计 (17)3.3 键盘处理、显示模块程序设计 (18)3.4 数据A/D转换模块程序设计 (21)3.5 数据处理和报警、控制模块程序设计 (22)结论 (23)致谢 (25)参考文献 (25)第1章绪论本章主要介绍本次毕业设计的研究的背景、目的与作用，以及在本次设计的主要内容和技术指标。
煤气泄漏报警及智能排险系统设计
煤气泄漏报警及智能排险系统设计【摘要】本文研究并设计制做出了一套“煤气泄漏报警及智能排险系统”，该系统通过准确监测空气中一氧化碳浓度对煤气是否泄漏做出判断，若发现有煤气泄漏会给出警报并驱动风扇排风达到智能排险。
【关键词】气体传感器；CO；声光报警；驱动1 设计原理及系统功能由于一般的可燃性气体主要构成气体成份都是CO，所以系统主要通过检测空气中的CO浓度来确定煤气浓度的。
当燃气泄漏后，检测空气中可燃气体浓度超过报警值时，系统给出警报的同时驱动排气扇工作，直至检测到CO浓度达到安全值，警报解除。
煤气检测报警系统由可燃气体传感器、运算放大器、模数转换器、单片机及声光报警器等组成。
该系统功能如下：1）准确检测空气中的CO浓度，并将其浓度值进行显示。
2）根据空气中的CO浓度水平控制指示灯模式。
3）当检测到空气中的CO浓度达到危险级别时，系统给出报警并紧急启动风扇排险。
2 系统设计2.1 电源电路的设计电源采用直流电源变压器输出15V的电压，其电源连接电路如图1所示，直流15V再经过电容滤波，7812、7805集成稳压器稳压成为稳定的+12V及+5V 电源。
图1 电源连接电路2.2 信号采集模块的分析本设计中气体传感器选用MQ5燃气传感器，它适用于家庭或工业上对液化气，甲烷，煤气的监测装置。
MQ5气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。
当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。
使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
图2 MQ5连线及等效电路设计中MQ5的连线及等效电路如图2所示，其中Ro表示的是测量气体在腔体内的等效电阻，RL是外接负载电阻，用来调整输出的模拟量电压范围，具体数值应根据A/D转换器的输入范围来确定，本系统中A/D转换的输入范围是0～3.3V，这样RL选用量程为10K的可变电阻，保证测量的量程足够用。
基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计
１ 能 是 当检 测 到 的 Ｃ Ｏ浓 度 超 过 预 设 值 时 ， 片 机 发 出 指 令 ， 单 电磁 阀 电 路 可 以 自动 关 闭 煤 气 开 关 ， 除 排 险情 。 本原理是 ： 监测到 Ｃ 基 若 Ｏ的 浓 度 正
工 业 技 术
ＳＩ Ｃ Ｏ ＮＥ＆ＴＣＮＬＧ Ｅ ＥＨＯ０Ｙ．
皿圆
基于 单 片机 的 煤 气 泄 漏 检 测 与 报 警 系统 的设 计
刘 春 梅 （ 秦皇 岛市 燃气 总公 司 河 北秦皇 岛 ０６０ ６ ０ ０）
摘 要 ： 了实现 实 时监测煤 气的浓度 并能及 时报警 ， 为 本文研 制 了一种 高性 能的煤气监 测与报 警 系统 。 该系统 以单 片机为硬件核 心， 通过 实时的数据 采集 、 数据 处理能 够准确地监测 室内煤气的含量 ， 当被 测气体 中一 氧化碳 的浓度超 过预定数 值时 ， 产生报 警并 自动关 闭煤 气 将
常 ， 出指 令 为０， 电 ， 发 通 电磁 线 圈 产 生 电磁 力 把 关 闭件 从 阀座 上 提 起 ， 门打 开 ； 阀 当监 测 到ｃ０的 浓 度 异 常时 ， 片 机 发 出 指 令 为 单 ， 电磁 力 消 失 ， 簧把 关 闭 件 弹 配合 Ｋ ｉ ｅｌ 软件 ， 可使 用 户 的 目标 板 直 接具 有 １ 电磁 阀 断 电 ， 仿 真 功 能 ， 单 片 机 的 易 用 性 推 向 一 个 新 压 在 阀座 上 ， 将 阀门 关 闭 。 电磁 阀的 再 次 打 开 的 高 度 。 用 该 芯 片 作 为 本 系统 的 核 心 控 需 要 人 工 的 开 启 ， 样 的 设 计 避 免 了 由 于 选 这 制 元 件 ， 需 再 外 扩 展 任 何 存 储 设 备 ， 能 误 开 启 给 人们 的生 命 和 财 产 带 来 的 安全 隐 不 且 高 效 率 、 速 运 行 计 算 。 且 ， 经 济 性 的 患 快 而 从
家用煤气、天然气泄漏报警器设计毕业设计(论文)说明书(l)[管理资料]
![家用煤气、天然气泄漏报警器设计毕业设计(论文)说明书(l)[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/29a7bb987e21af45b207a8d4.png)
摘要随着天然气和煤气的大量使用，每一座居民大楼都被天然气所“笼罩”。
天然气的普及给公共生活带来了方便，减少了城市的污染，提高了生活质量和效率，但同时天然气也是潜在的“危险品”一旦发生大面积泄漏，处理不及时就可能引发大爆炸，给居民的生命财产的安全带来巨大的威胁。
我们需要一个解决的办法，使用天然气报警器是对付天燃气这一无形杀手的重要手段之一。
本文以气敏传感器和单片机技术为核心设计的气体报警器，可实现声光报警功能，是一种结构简单、性能稳定、使用方便价格低廉、智能化的气体报警器，具有一定的使用价值。
其中选用MQ-7传感器实现对气体的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优，而且价格低廉使用寿命长。
其与LM358连接，将气体信号转换为单片机可识别的数字信号，经AT89C51单片机处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个设定值（也就是报警线），如果大于则会自动启动报警电路发出报警声音，反之则为正常状态。
同时，该报警器还有温度检测功能。
关键词：传感器报警器单片机ABSTRACTWith the wide use of natural gas and coal, each a residential towers were gas “enveloped”. The popularity of natural gas brought convenient to public life, reduce the city’s pollution and improve the life quality and efficiency . But at the same time , natural gas is also potential “dangerous”, once produce large leak , disposal not timely could trigger, it will be a big bang to people’s life and property safety. Facing all kinds of accidents caused by the gas leak , we need a solution. Use of natural gas alarm is one of important means deal with gas invisible killer.This papers using the gas sensors and single chip microcomputer as the can realize the gas alarm sound-light function ,It is a kind of simple structure, stable performance , easy to use , inexpensive and intelligent gas alarn and it also has certain practical value. Among them , the MQ-7 of gas detection sensor has a high sensitivity, fast response, strong anti-jamming capability etc, and the price is low, service life long . LM358 connected with the gas signal, convent the gas singnal to the digital signal that microcontroller can identify and processed and analysis by AT89C51, compare the result value whether is eaqul to or greater than the defaut value (that is ,the alarm limit),if it is greater than the default value, it will automatically start alarm circuit warming voice,conversety for normal state. At the same time ,the alarm has temperature testing function.Keywords: sensor alarm SCM目录第一章绪论 (4)课题的背景意义及研究现状 (4)课题研究的主要内容 (5)第二章系统总体方案设计 (5)系统设计要求 (5)任务分析 (5)系统的方案设计 (5)第三章系统硬件设计 (7)主控模块设计 (7)气体检测模块 (8)声光报警模块 (12)温度检测模块 (12)温度显示模块 (15)第四章系统软件设计 (18)汇编语言程序流程图 (18)显示子程序 (19)第五章系统仿真调试 (20) (20)声光报警模块调试 (20)温度部分仿真 (20) (21)系统整体仿真 (21)第六章结论与展望 (23)参考文献 (24)附录A (25)附录B (25)附录C (26)致谢 (29)第一章绪论课题的背景意义及研究现状人们在经历了“煤烟型污染”和“光化学污染”后，正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。
燃气泄漏现场检测方案
燃气泄漏现场检测方案1. 简介燃气泄漏是一种常见的安全隐患，容易引发火灾和爆炸事故。
为了及时发现和处理燃气泄漏，确保人身和财产的安全，需要进行燃气泄漏的现场检测。
本文将介绍燃气泄漏现场检测方案，包括检测工具的选择、检测步骤和应急处理措施等。
2. 检测工具选择燃气泄漏的检测工具有多种，常用的包括可燃气体探测仪、红外热像仪和燃气嗅探器等。
选择合适的检测工具是确保检测效果的重要因素。
2.1 可燃气体探测仪可燃气体探测仪是一种常用的燃气泄漏检测工具，它可以检测空气中的可燃气体浓度，并发出声光报警信号。
可燃气体探测仪具有响应速度快、检测范围广的特点。
2.2 红外热像仪红外热像仪是一种无接触的燃气泄漏检测工具，它通过检测物体的红外辐射热量来判断是否存在燃气泄漏。
红外热像仪具有检测距离远、检测速度快的优势。
2.3 燃气嗅探器燃气嗅探器是一种常见的燃气泄漏检测工具，它通过嗅探器的感应器来检测空气中的燃气味道。
燃气嗅探器具有响应速度快、使用简便的优点。
3. 检测步骤下面是进行燃气泄漏现场检测的基本步骤：1.佩戴个人防护装备，包括防毒面具、防爆服等。
2.根据检测需要选择合适的检测工具，并确保工具的正常运行。
3.进入燃气泄漏现场，保持警觉并注意安全。
4.使用检测工具进行检测，根据不同工具的要求进行操作。
5.检测结果显示是否存在燃气泄漏，若存在泄漏，则进行下一步处理。
6.通知相关部门进行应急处理，确保现场人员的安全并采取相应的应急措施。
7.对燃气设备进行检修和维护，排除故障并预防燃气泄漏再次发生。
4. 应急处理措施在发现燃气泄漏后，必须立即采取应急处理措施，以防止事故进一步扩大。
以下是常见的应急处理措施：1.通知现场人员迅速撤离，确保人身安全。
2.切勿使用明火、开关电器等可能产生火花的设备。
3.关闭燃气阀门，切断燃气供应。
4.打开窗户、门等通风设施，排除泄漏气体。
5.确保通风良好后，使用专业人员操作的止漏装置或设备对泄漏点进行紧急堵漏处理。
基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计
基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计摘要:为了实现实时监测煤气的浓度并能及时报警,本文研制了一种高性能的煤气监测与报警系统。
该系统以单片机为硬件核心,通过实时的数据采集、数据处理能够准确地监测室内煤气的含量,当被测气体中一氧化碳的浓度超过预定数值时,将产生报警并自动关闭煤气阀门。
关键词：煤气监测报警系统单片机气体检测单片机控制随着生活水平的提高,煤气已经进入了千家万户,它给人们带来带来便利的,与此同时,也带来了巨大的威胁。
煤气的主要成分是一氧化碳,当室内一氧化碳体积达0.06%时,人会感到头晕、头痛、恶心、呕吐、四肢乏力等症;超过0.1%时,只要吸入半小时,人即会昏睡,进而昏迷;达到0．4%时,只要吸入1h就可致人于死亡,而且它易与空气形成爆炸性混合物,所以,它已经成为重要的安全问题。
由于煤气本身的危害性以及对人们的生命财产造成的巨大危害。
,煤气安全已然成为人们关注的热点。
因此对煤气的监控是一项必要的工作。
国内的许多学者设计了很多的先进的系统,可以有效的监测煤气,保障了人们的生命财产安全。
例如：高凌云设计的煤气泄露监测与报警系统可以有效的监测到一氧化碳的浓度,但由于其使用的是89C52的单片机,在速度上有一定的限制,本文在此基础之上,提出一种更快、更准确单片机系统,可以更好的监测到煤气是否发生泄露。
当室内气体的浓度达到设定预警值时,该装置能够及时发出报警信号,关闭气源,排除险情,有效避免爆炸、窒息、死亡等恶性事故的发生。
1 系统的结构及原理煤气泄漏监测系统能够监测室内煤气的浓度,具有报警功能并及时关闭煤气阀门。
本设计完整的煤气监测与报警系统由以下几个部分组成：气体传感器、A/D、报警系统、显示系统、电源系统、D/A组成。
本设计为一个监控报警系统,它对煤气浓度进行智能地实时检测和监控、报警,能实现自动关闭煤气管道阀门。
系统的气体传感器监测一氧化碳的浓度,将检测到的气体的模拟信号经模数转换变成电信号。
城市燃气管网泄漏检测系统构建与实验设计
况 的监测 点 ，以及燃 气 管 网运行 变 负 荷 对 管 网 泄漏
压 力 的影 响规 律 ，目前 国 内外 对 此 研 究甚 少 。本 文
在 解决此 问题 方面 ，做 了如下 工作 ：进 行 泄漏检 测实
验 系统建 设 ，针对选 取 最 佳 监测 点 及 负 荷 一泄 漏压
力 问题 ，进行 了实验 设计 ，为课 题后续 工作 提供 了可
作者简介 ：焦娇娜 （１９８８一），女 ，山西运城 人 ，硕士 生 ，研 究方向为燃气输 配及 应用 技术 。
靠 依据 。
２ 城 市燃 气管网泄漏检 测 系统的构建
１ 概 述 在 燃气 行 业 快速 发 展 的今 天 ，燃 气应 用 领域 急
速 扩大 ，越来越 多 的城市 开始使 用 天然气 清 洁能源 ， 一 批 批燃 气管 道相 继建 成投产 。由于管 道技术 及本 身 寿命 问题 ，经 常发 生 管道 腐 蚀 穿 孔 、管 道损 伤 ，使 得 管道 事 故 时 有 发 生 ¨Ｊ。燃 气 管 网是 关 系 到社 会 发 展 和 民生稳 定 的 生命 线 工 程 之一 ，管 网能 否 安 全 运 行一 直都 备受 关 注 。在 泄 漏课 题 研 究 中 ，对 燃气 管 网运 行进 行 了风 险评 估 ，得 知 管 道 泄漏 是 最 常 见 的管道 故 障形式 ，且其 风 险最高 。 因此 ，研究 泄漏 检
第 ３３卷 第 ７期 ２０１３年 ７ 月
煤 气 与 热 力
ＧＡＳ ＆ ＨＥＡＴ
Ｖｏ１．３３ ＮＯ．７ Ｊｕ１．２０１３
城市燃气管 网泄漏 检测 系统构建 与实验设计
焦娇 娜 ， 玉建 军 ， 韩 克顺 ， 严 铭 卿
（天津城 建大学 ， 天 津 ３００３８４）
基于单片机的煤气泄漏报警系统设计_毕业设计论文 精品
摘要煤气已成为人们生活中必不可少的能源了，煤气泄漏时有发生，煤气泄漏使人中毒，可能会发生爆炸，给人们的人身安全和财产安全带来了很多隐患，所以防止煤气泄漏检测装置已成为人们迫切的需要，为此开发煤气泄漏报警检测装置是非常必要的。
计算机以及单片机的普及和信息技术的迅猛发展，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。
家庭智能化的定义，在国际上至今尚无一致的理念，在现代化的城乡住宅小区中和采用微型计算机、自控装置、通信等技术，建立一个物业管理中心与安全防护监控系统，最终的目的是使每一个祝贺得到满足其要求的最佳方案。
这些足以表明人们最注重的还是安全。
而且国家建设部规定，目前住宅小区应实现六项智能化要求，其中就包括实行安全防范系统自动化监控管理；防盗报警系统应安红外或微波与煤气泄漏报警器等各种类型报警装置，基于此项规定，煤气泄漏检测报警装置实现智能化势在必行。
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。
采用增强型51单片机，MQ-2气体传感器，煤气泄漏是会发出灯光和声音的报警，因此本系统可作为智能家居的一个安全系统！关键词：煤气泄漏；单片机；气体传感器AbstractGas has become an essential energy in people's lives,Gas leak incident occasionally, gas leak can make people explode, brought a lot of hidden dangers to personal safety and property security of people, so to prevent the gas leak detectionthe device has become an urgent need, for the development of the gas leak alarm detection devices is necessary.The popularity of computer and microcontroller, and the rapid development of IT, people have been raised on the family residential environment a higher demand intelligence, information was introduced to the family, convenient, comfortable and more secure.The definition of the family of intelligent, in the international community so far there is no consistent philosophy in the modern urban and rural residential area and the use ofmicro-computer, automatic control devices, communication technologies such as the establishment of a property management center and the security monitoring system, the ultimate aim is each congratulate get the best solution to meet their requirements. These are sufficient to show that the security focus. The provisions of the Ministry of Construction, the residential area should achieve six intelligent, including the implementation of the automated monitoring and management of security system; burglar alarm system should be infrared or microwave, gas leak alarms, and other types of alarm devices, based on this paragraph, gas leak detection alarm device intelligence is imperative.This system is mainly for conventional gas, liquefied petroleum gas leak detection, alarm. This system has the following characteristics: with MCU control circuit is simple, cheap, and good reliability. Enhanced 51 microcontroller, the MQ-2 gas sensors, gas leak emits light and sound the alarm, this system can be used as a smart home security system!Keywords: gas leak; microcontroller; gas sensor目录1 引言 (1)1.1 煤气泄漏检测报警装置的背景及意义 (1)1.2 煤气泄漏报警器的现状 (2)1.3 设计任务 (3)2 煤气泄漏检测报警装置的方案设计 (4)2.1 设计思想 (4)2.2 气体传感器的选型 (4)2.2.1气体传感器介绍 (4)2.2.2气体传感器的选定 (7)2.3 煤气泄露报警系统的整体设计方案 (8)2.3.1煤气泄露报警器工作原理 (8)2.3.2煤气泄露报警器的结构 (8)2.4 装置功能说明 (9)2.5装置主体图 (9)3煤气泄漏检测报警装置的硬件部分设计 (10)3.1 STC12C5A60S2系列单片机简介 (10)3.2 STC12C5A60S2系列单片机的内部结构 (12)3.2.1 管脚说明 (12)3.2.2引脚电路的连接 (14)3.2.3 振荡器特性 (15)3.3 单片机领域前景及发展状况 (15)3.4 STC12C5A60S2系列单片机最小应用系统 (16)3.4.1 电源电路 (16)3.4.2 时钟电路 (17)3.4.3 复位电路 (18)3.5 传感器电路 (19)3.5.1 MQ-2传感器介绍 (19)3.5.2 传感器电路的连接 (21)3.6 显示电路 (21)3.7 串口下载模块 (22)3.7.1 关于RS-232 (22)4 煤气泄漏检测报警装置的软件部分设计 (24)4.1 主程序设计流程与编程 (24)4.1.1 主程序设计流程图 (24)4.2 A/D转换模块的编程 (26)4.2.1 A/D转换模块的结构 (26)4.2.2 A/D转换模块程序 (26)4.3 5110液晶模块的编程 (27)4.3.1 液晶模块编程模式 (27)4.3.2 液晶模块程序 (27)4.4 报警主程序 (31)5 煤气泄漏检测报警装置的调试 (33)5.1 Keil简介 (33)5.2 程序调试的步骤 (34)5.2.1 程序调试过程中的问题及解决 (35)总结与展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录A (40)附录B (49)1 引言1.1 煤气泄漏检测报警装置的背景及意义近年来随着人们生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已经深入到百姓家庭。
室内煤气泄漏监控系统设计与实现
２、系 统 原 理 与 组 成
系统采用ＲＳ ４ ５ － ８ 构成远程 分布 式控 制网络 ， 该网络的拓扑结 构采用总 线方 式 ， 数据 传送采用 主从式多机 通信 。 以ＰＣ 作为主 机 站， 以ＡＴ８ Ｃ ２ ９ ５ 单片机为控 制芯片 的煤气泄 漏 自动检 测报警装置 作 为从 站 ， 用 Ｐ 机 的ＲＳ ２２ 采 Ｃ － ３ Ｃ串行 口与 从站 进 行 通信 ， 输 介质 传 为 四 芯 屏 蔽 电 缆 【 １ 】 。 由于 Ｐ 机 的Ｒ －２ ２ Ｃ Ｓ ３ Ｃ电平 与 单 片机 的１ｒ 电 平 不 兼容 ， 时 ｖＬ 同 考虑到信号 传输距离 的要 求 ， 主站配置 了研华 公司 的ＲＳ ３ ／ 在 －２ ２ ＲＳ ４ ５ 换 器 进 行 ＲＳ ３ ／ － ８ 信 号 的 转 换 ， 站 中 使 用 － ８转 －２ ２ ＲＳ ４ ５ 从 ＭＡＸ４ ５ 成 电路 芯 片 进 行 ＲＳ ４ ５ ＴＴ 信 号 的 转 换 。 统 硬 件 ８集 一 ８／ Ｌ 系 组成如 图１ 示 。 所 从 站 与 ＭＡＸ ８ 芯 片 的 连 接 如 图２ 示 。 ４５ 所
ａ ｃ ｄ ｎ ｓ Ａｔｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｒ ｒ ｏ ｅ ａ ｄ ｍ ｏ ｅ ｍ ｉ ａ ｕ ｅ ｍ ａｔ ｒ ｌｖｅ ｍ ｅ ｓ ｅ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｓｗｈ ｃ ｒ ｏ ｔ ｕ ｅ ｙ ＰＣ ｎ ｕ ｔ—ｍ ｉ ｒ ｃ ｉ ｓｔ ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ． ｒ ｓ ｎ ， ｈｅ ｅ ａ ｅ ｍ ｒ ｎ ｒ ｎｉｔ ｒ ｓ ｅ —ｓ ａ ａ ｕｒ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｉ ｈ ａ ｅ ｃ ｎｓｉ ｔ ｄ ｂ ｔ ａｄｍ ｌ ｉ ｃ ｏ ｈ ｐ ｏ ｂ ａ ｐｔ ｄ ｉ ｈｅ ｍ ｅ ｓ ｅ ａ ｏ ｔｏｌ ｅ ｄ ｏｆｉ ｕ ｔｙ． ｓ ａ ｔ ｒ ｌ ｖ ｏ ｒ ｌｓｒ ｃ ｕ ｅ ｈｉ ｐａ ｒ ｉ ｔｏｄ ｃ ｓｔ ｓｇ ｎ ｍ ｐｌｍ ｅ ｔ ｔｏ ｏ ｈ ｄｏ ｅ ｎ ｔ ａ ｕｒ ｎｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｆ ｎｄ ｓｒ Ｂａ ｅ ｏｎ ｍ ｓ ｅ —ｓａ ｅ ｃ ｎｔｏ ｔｕ ｔ ｒ ，ｔ ｓ ｐｅ ｎ ｒ ｕ ｅ ｈｅｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ａ ｉ ｎ ｆｔ ｅ
煤气泄漏报警及智能排险系统设计
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＷＦ Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
－
科技・ 探索・ 争鸣
建模时可 以直 接使用 ． 也可 以将其作 为基础 ． 实现较复杂 的模型 的创 ４ ． ２ 动画场景实现 建 对于实验仪器和设备而言 ． 建模时最重要 的是要 根据实际情况赋 对于 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ场景来说 ． 交互功 能仅仅 能够实现对 场景的控制 ． 为 予 不 同 的 物 品 不 同 的 材 质 赋 材 质 时 可 以使 用 Ｖ Ｒ ＭＬ中＿ 的 了达 到虚拟 现实的 目的 ． 还需要制造动 画的效果 在 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ中实现动 Ａ ｐ ｐ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ（ 外观节点 ） 反应造型的属性。 如物体 的材质 、 表面颜色 、 透 画实际上就是借助 于时间检测传感器节点确定发生变化 的时 间 ． 借 助
明度等 。 于描述 场景 中造型的状态 ． 利用外观变化 的内插节点来控制他们 的外 实验室很 多其 它场景如烧杯 ， 药品架 、 投影 仪等 的建模 都可 以采 观和状 态随着 时间的变化 以产生动 画的效果 用 以上 的原理实现 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 设计 了许 多插补器 节点对应不同的状态变化 ． 利用插补 的 方 法构 建场景 中的动 画效果 ．如 实现造 型位 置变 化 的位 置 插补器 ４ 交 互 功 能 以 及 动 画 场景 的 实现 （ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ） 、 实 现 方 位 变 化 的 朝 向 插 补 器 Ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ０ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ） 、实 现 颜 色 变 化 的颜 色 插 补 器 （ ｃ ｏ ｌ ｏ ｕ ｒ Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 是一种用于建立真实世界 的场景模型或人们虚构 的三维世 （ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ） 以及坐标插补器 （ Ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｌ ｎ ｔ ｅ ｐｏ ｒ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ） 等［ ６ １ 界的场景建模语言 ． 它在 ３ ｄ ｓ Ｍ ａ ｘ 创造出的三维场景 ． 不仅可 以插人多 Ｉ 仍然 以 Ｋ Ｍ ｎ Ｏ 制造 Ｏ ： 为例说明 ， 在此实验 中涉及 到的有药 品颜 种多种 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 节点 ． 同时也可以将其直接导 出到 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ中 ． 因此可以 色 的变化 、 Ｏ 的增加等动态变化 。这时可以采用 时间传感器 和颜色插 利用 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ的传感器节点 ， 实现实验 中的交互功能以及动画效果 。
入户天然气智能检漏保护系统设计方法
• 166•燃气是高热值的清洁燃料，易于运输与储存，资源丰富。
对建立绿色城市，方便人民生活和提高企业生产效益做出了巨大的贡献。
但是伴随燃气的广泛应用，燃气事故的种类也呈多样化，尤其因燃气泄漏导致事故多发。
因此，快速发现燃气泄漏并采取保护措施是极其重要的。
为此，对接当前我国网络建设的发展提出了智能入户天然气检漏保护方法。
利用智能压力传感器，智能进气阀，智能吸气装置以及智能信息传输系统共同构造成一个智能的燃气检漏保护系统。
通过与我国当前成熟的网络相连，实现信息互联、即时，打造智能处理机制。
随着绿色城市要求的提出，全国都在大力进行能源绿色化。
易于运输与储存，资源丰富的天然气进入到人们的生活中。
无硫化氢时，为无色无臭易燃易爆气体，扩散能力强，易燃易爆。
为确保天然气出现泄漏时，能够及时处理，并采取相应措施以确保人员安全，当前最燃气公司广泛的做法是在燃气中加入臭剂，通过气味进行警示。
同时，燃气公司按照工作安排进行定期的例行安全检查，以工作人员与户主相结合的方式以确保燃气入户安全。
此外，气体传感器应用范围较为有限，且一旦泄露发生无法做出及时有效的处置，家中无人察觉警告时更会产生巨大的危险。
为保证意外发生时能够第一时间做出处置，尽可能降大危险发生几率，基于网络的信息互联、即时智能处理机制势在必行。
1 当前的燃气检查保护措施当前的入户燃气检漏方式还是依靠燃气公司按照工作安排进行定期的例行安全检查。
根据《城镇燃气管理条例》，要求燃气公司每两年对用户进行一次免费入户安检。
，针对燃气用户入户进行一次室内燃气设施的全面检查，如检查管道是否老化、漏气，接头是否安全等，以及 2 燃气检漏自动关闭阀门的发展现状自从1995年Google 公司推出了燃气安全维护装置以来,市场上的许多公司又陆续推出了多种燃气安全装置。
但就消费者而言，它们在安全系数和便捷性上并不具有优势，究其原因是并没有达到消费者所预期的安全防护要求。
报警系统与自动阀门间并未实现整体化。
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目录第 1 章煤气检测系统设计的基本内容 (1)1.1煤气检测系统的主要任务 (1)1.2煤气检测系统的设计要求 (1)第2章煤气检测系统设计的硬件设计 (2)2.1基于单片机实现 (2)2.2系统硬件电路的总体设计 (3)2.2.1气体传感器电路设计 (3)2.2.2放大电路的设计 (5)2.2.3 A/D 转换电路设计 (6)2.2.4单片机的最小系统设计 (10)2.2.5声光报警电路设计 (11)2.2.6数码管显示电路设计 (12)第3章煤气检测系统的软件设计 (14)3.1主程序设计流程图 (14)3.2 A/D转换控制程序设计流程图 (14)3.3显示子程序的设计流程图 (15)3.4报警子程序的设计流程图 (15)第4章系统的功能仿真 (16)4.1仿真软件介绍 (16)4.2煤气检测系统的模块仿真 (16)4.2.1 A/D转换模块测试 (16)4.2.2显示模块测试 (17)4.2.3声光报警电路模块测试 (18)4.3系统误差分析 (19)参考文献 (20)附录1煤气检测系统的仿真电路图 (21)附录2煤气检测系统的电路原理图 (21)附录3浓度与电压值的对应关系 (22)附录 4 煤气检测系统的源程序 (23)第1章煤气检测系统设计的基本内容煤气测量系统中，设计一套具有有毒气体检测功能、报警功能、能够判断室内空气中煤气的泄露情况和显示当前室内有毒气体的浓度，用单片机控制报警器是否需要报警。
煤气检测系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要包括气体传感器电路、放大电路、A \D转换电路、单片机最小系统、单片机控制电路和报警电路和数码管显示电路。
气体传感器用来检测室内空气中有毒气体的浓度，当室内空气中有毒气体含量超过允许标准浓度后，气体传感器所获得的感应信号，通过放大处理以后，再经过单片机的处理，控制报警电路发出报警处理。
软件部分主要包括A\D的采样程序、数据处理、报警程序和显示程序。
煤气检测系统设计在硬件设计方面，主要研究组成家用煤气泄漏报警控制系统的单片机芯片、气体传感器的使用方法，同时研究电路设计思路、电路组成，包括气体传感器、放大电路、单片机、声光报警电路和显示电路的设计，给出系统的整体结构框图、仿真电路图和整体电路原理图。
1.1煤气检测系统的主要任务本论文是煤气检测系统设计的研制，主要完成：(1) 对煤气检测整个系统进行了整体规划；(2) 对煤气检测系统进行硬件设计和软件流程设计，分为主程序设计，A/D转换控制程序的设计，数据处理，浓度显示程序设计、声光报警子程序设计等；(3) 软件的调试，功能仿真；(4) 画出煤气检测系统的电路原理图。
1.2煤气检测系统的设计要求由于煤气检测系统主要包括气体传感器电路、放大电路、 A \D转换电路、单片机最小系统、声关报警电路和数码管显示电路等部分。
本论文要求做以下设计：(1) 气体传感器对煤气是否泄漏进行检测；(2) 放大电路对检测出微弱的电压信号进行一定的放大处理；(3) A/D转换程序设计，A/D转换器能够时刻的对放大的电压信号进行采集；(4) 根据有毒气体浓度与采集的电压信号的关系进行数据转换处理；(5) 显示程序的设计，用4位数码管显示所测得的煤气浓度值。
(6) 声关报警控制程序设计，根据气体浓度进行相应的处理.第2章煤气检测系统设计的硬件设计2.1基于单片机实现微处理器的出现极大地促进了生产力的发展，提高了人们生活的质量，实现了工业的现代化和自动化。
基于8位和16位单片机的嵌入式设备（如仪器仪表、数据采集和显示、过程控制、工业自动化等）的实时应用、测控系统正在走向网络智能化。
这就要求企业从现场控制层到管理层能实现全方位的无缝信息集成，实现远程维护、智能诊断以及远程管理功能，提供一个开放的基础构架，并具有高可靠性、分散控制、集中监视和管理的功能。
针对目前微型处理器的处理芯片的不同，本设计是基于AT80C51单片机实现煤气检测系统的设计。
基于AT89C52单片机实现的煤气检测系统的具体方案如图2-1所示。
该方案主要包括了可燃气体传感器、A/D转换器、AT89C52单片机控制电路、声光报警电路以及数码管显示电路。
气体传感器输出为模拟量，很微弱需要进行放大电路的处理，单片机处理的是数字信号，需要利用A/D转换器，将模拟量转换成数字量送给AT89C52单片机进行数据的处理；声光报警电路里使用蜂鸣器作为报警用，同时还用LED灯进行相应的指示，以便于提醒注意；单片机的最小系统是AT89C52单片机工作的前提条件；显示电路采用了4位集成的数码管进行显示，由AT89C52单片机进行控制实现显示。
图2-1基于AT89C52的单片机的煤气检测系统组成框图在煤气检测系统组成框图2-1中所示，系统以单片机AT89C52为控制的核心, 配合外围电路共同完成信号采集、浓度的显示、声光报警电路的功能设计等。
其中传感器采用的是M-5，该传感器外形小，气体响应快，性能稳定，低功耗，常适用于泄漏监测器。
放大电路采用的是LM324运放进行放大微弱的信号。
A/D转换器采用的是ADC0808，它是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件，具有功耗低，性能稳定的特点。
数码管使用4位集成的共阴数码管。
2.2系统硬件电路的总体设计系统硬件电路的总体设计主要包括了气体传感器电路设计、放大电路设计、A/D转换器电路设计、单片机的最小系统、声光报警电路设计、数码管显示电路的设计和电源电路的设计等。
2.2.1气体传感器电路设计气体传感器可以分为六大类：(1) 半导体气体传感器。
(2) 固体电解质气体传感器。
(3) 接触感染式气体传感器。
(4) 电化学式气体传感器。
(5) 光学式气体传感器。
(6) 高分子气体传感器。
气体传感器应满足的基本条件一个气体传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。
但是，任何一个完整的气体传感器都必须具备以下条件：(1) 能选择性地检测某种单一气体，而对共存的其它气体不响应或低响应。
(2) 对被测气体具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的气体浓度。
(3) 对检测信号响应速度快，重复性好。
(4) 长期工作稳定性好。
(5) 使用寿命长。
(6) 制造成本低，使用与维护方便。
气体传感器的分类和基本条件为选择哪种气体传感器提供了参考的依据。
气体传感器是气体与气味检测的关键元件。
我们选择的气体传感器是MQ-5 .MQ-5特点*对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度*对乙醇，烟雾几乎不响应*快速的响应恢复特性*长期的使用寿命和可靠的稳定性*简单的测试电路MQ-5型气敏元件对不同种类，不同浓度的气体有不同的电阻值。
因此，在使用此类型气敏元件时，灵敏度的调整是很重要的。
我们建议您用1000ppm异丁烷或氢气校准传感器。
当精确测量时，报警点的设定应考虑温湿度的影响CO传感器图2-2气体传感器管脚与基本测基本测量电路如图2-2里，其中2、4端为加热器的电源接线端，1、3为传感器输出端，气体传感器工作原理是把传感器置于CO气体环中，SnO2薄膜层的电阻会随着CO浓度的变化而变化,CO浓度越大,SnO2薄膜层阻值越小。
图2-2为取得气体传感器输出信号的基本电路图,Vh为加热电压，传感器电阻RS与负载电阻RL串联接到工作电压VCC两端，由此可得关系：VRL=RL • VCC/ ( RL+RS)传感器阻值RS随着CO浓度的增大而减小时，输出负载电压VRL逐渐变大,所以通过测量负载电压即可反应出被测对象的CO浓度。
一氧化碳达到一定浓度以后，会引起中毒的可能症状50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度200ppm 2-3小时后，轻微头痛、乏力400ppm 1-2小时内前额痛；3小时后威胁生命800ppm 45分钟内，眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；1000ppm 1小时内死亡1200ppm 45分钟可能导致死亡我们从上面的数据可以看出来，随着一氧化碳的浓度的升高，CO对我们的身体的健康就会造成更大的伤害，所以，我将CO浓度与报警控制处理方式，进行了划定，为编程参考作为依据。
一氧化碳的浓度在400ppm范围以内，我们就按照正常情况处理，即不需要报警处理；当一氧化碳的浓度大于等于400ppm以后，我们就按照一般报警情况处理，目的是为了开始进行报警提示，以便于提醒人们的注意；当一氧化碳的浓度达到800ppm 值以后，我们就必须的进行严重的报警处理。
CO气体传感器属于气敏传感器，通过放大处理后，再经过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，经过单片机完成数据处理及报警控制，最后送给数码管显示。
气体传感器作为煤气泄露测试装置报警器的信号采集部分。
由此可见，气体传感器是本系统检测的起点也是系统的核心和重点，选择合适的传感器成为决定系统成功的关键。
222放大电路的设计由于气体传感器采集的电信号一般很小，而且存在共模成分，需要经过放大电路放大，之后方可进行A/D转换。
气体传感器输出的信号幅度很小，存在着不同程度的电磁干扰，因此在本设计中，放大电路采用LM324放大器进行放大，对来自传感器的信号经行精密放大，同时抑制共模成分提高信号质量。
LM324系列器件为四运算放大器，LM324的引脚排列见图2-3所示。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下。
共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
每一组运算放大器，可用图2-3所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“ + ”、“-”为两个信号输入端，“V+ ”、“V- ”为正、负电源端，“Vo ”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-(-)为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+ ( +)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
输入4可Grid图2-3LM324的引脚放大电路设计中，我们采用一个增益可调的同向放大电路，计算公式为AV=1+Rf/R2，其中Rf=200k（可调的）,R2取10K,AV最大可达21,从而给调试带来了极大方便。
它可以构成仪表的放大器，具有线性度优良、温度稳定性高和体积由LM324构成的气体传感器的放大电路如图 2-4所示。
在图中接口 J3为气体 传感器的电源接口，气体传感器与电阻 RV 构成串联型分压式电路，直流电压+5V 经过稳压处理以后，电压比较稳定，给 MQ-5提供供电电压和加热电压；LM324构 成增益可调的放大电路，放大电路的输出端1管脚接入ADC0808的IN0弓I 脚。
2.2.3 A/D 转换电路设计ADC0808芯片有28条引脚，如图2-5 ADC0808管脚图所示，采用双列直插 式封装，下面说明各引脚功能。