基于单片机的天然气泄漏检测系统设计
基于单片机的燃气泄漏检测报警系统概要
基于单片机的燃气泄漏检测报警系统概要作者：杜云飞何晨何榕梁政任泓羽来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第42期【摘;要】天然气作为工业发展的重要资源，其在现代生活中扮演的角色越来越重要。
现实生活中也不仅仅只有天然气这一种可燃性气体，包括液化气等都是常见的资源[3]。
但以近几年来的新闻报道来看，可燃性气体带来的安全事故也时常发生，少有操作不慎或者疏忽都有可能造成煤气泄漏，引发火灾的情形发生，对人民的生命财产安全带来了极大的破坏。
【关键词】单片机;检测;报警引言基于此，设计一套安全可靠的系统实时监测环境中的可燃性气体浓度就显得尤为重要，这也是降低事故发生概率最有效的措施。
一方面系统显示可燃性气体浓度来提醒屋主，另一方面启动报警装置让屋主警觉，可以很好的防止安全事故的发生。
在此背景下应运而生的气体检测装置，正是信息时代的典型产物。
传统的气体检测装置需要通过人工一一进行开启或者关闭工作，而现代气体检测装置数量越来越多，种类也越加繁多，当用户回到家中时，劳累的身体还需要对这些气体检测装置一一进行操作，加重了身体的负担，传统的模式已经不能够满足人们的需求，在这样的背景下，基于单片机的自动气体检测装置的产生很好的解决了这个问题[1]。
一，系统功能设计1.1 系统的技术要求在设计系统结构时，一个关键步骤就是要对单片机的技术性能做出选择，指的是根据系统的性能要求来选择合适的单片机类型。
这就需要结合实际的情形来进行合理的选择，经过几十年的发展后，业内对单片机的选型已经基本形成了标准，适用于大部分场合。
常用的几个标准有以下几种：（1）体积小：单片机是系统控制的中心模块，需要尽量选择体积小的单片机，减少占用的空间，这样在系统维护阶段也能表现出更好的性能。
（2）功耗低：功耗问题始终是系统设计必须考虑的一个问题，一般情况下单片机系统都是采用干电池供电。
（3）可靠性高：此标准指的是单片机系统在完成硬件部分的检测后能够在不同环境中表现出相同的性能，受环境影响较小，性能稳定。
基于51单片机的天然气检测报警设计
[17]张俊谟.单片机中级教程原理与应用.北京航空航天大学出版社.2002.
[18]负图,传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004,590～591 .
[19]马建国.电子系统设计.北京：高等教育出版社，2004.1.
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。
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。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。
基于单片机的气体泄漏超声波检测系统的设计
目录摘要................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章PCB概述.............................................................................................................. 错误!未定义书签。
§1.1PCB的发展史................................................... 错误!未定义书签。
§1.2PCB发展前景.................................................. 错误!未定义书签。
§1.3PCB的设计.................................................... 错误!未定义书签。
第二章PCB的结构及作用.............................................................................................. 错误!未定义书签。
§2.1PCB的分类..................................................... 错误!未定义书签。
§2.2PCB的作用..................................................... 错误!未定义书签。
第三章PCB流程制作...................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于AT89C52单片机的天然气报警系统设计
基于AT89C52单片机的天然气报警系统设计
天然气报警系统是一种用来检测天然气泄漏的设备。
随着天然气
的广泛应用，天然气泄漏所造成的安全问题越来越受到人们的关注。
因此，设计一种可靠的天然气报警系统，以提高天然气使用安全性，
具有重要的社会意义。
本文基于AT89C52单片机设计了一种天然气报警系统。
首先介绍
了单片机的基本原理和AT89C52的特点。
然后，根据天然气的性质，
设计了一种天然气传感器电路，用于检测天然气泄漏。
传感器采用热
敏电阻和气敏元件相结合的方式，可以实现对天然气的高灵敏度检测。
同时，采用了信号放大电路，使得检测到的信号能够被单片机读取。
在智能控制方面，本文提出了一种基于AT89C52单片机的天然气
报警系统的设计方案。
该方案用到了嵌入式系统的概念，通过程序对
天然气的检测和报警进行自动控制。
当传感器检测到天然气泄漏时，
单片机会自动发出报警信号，同时在液晶屏上显示警报信息。
用户可
以通过设定报警阈值和时间进行自定义。
为了提高系统的可靠性和稳定性，本文还设计了一种系统的保护
装置。
在天然气泄漏造成的火灾、爆炸等情况下，系统会自动切断电源，避免电器设备等引起的次生灾害。
最后，本文进行了实验验证，证明了该天然气报警系统设计的有
效性和可行性。
通过检测和分析，结果表明，该系统能够有效地检测
出天然气泄漏，并及时进行报警和保护，具有一定的实际应用价值。
关键词：AT89C52；天然气传感器；报警系统；嵌入式系统；保
护装置。
基于STC89C52天然气气体泄露报警器的设计共3篇
基于STC89C52天然气气体泄露报警器的设计共3篇基于STC89C52天然气气体泄露报警器的设计1天然气气体泄露报警器是一款独立设备，用于提供警报和保护人们免受危险的气体泄漏。
本文将介绍基于STC89C52的天然气气体泄露报警器设计。
1. 设计目的和概述天然气是一种被广泛使用的能源，但它具有易燃、爆炸的特性。
因此，天然气泄露是一种非常危险的事情。
为了保护人们免受天然气泄漏的伤害，我们设计了一款天然气气体泄露报警器。
天然气气体泄露报警器能够检测到天然气泄漏，并在检测到泄漏时触发警报，以通知人们周围可能存在的危险。
本报警器的设计使用STC89C52单片机、MQ-4气敏传感器、蜂鸣器、LED灯等电子元件。
2. 设计原理及实现2.1 气敏传感器MQ-4气敏传感器是一种可靠的气体检测器，能够检测出甲烷、天然气等易燃气体的存在。
我们将该传感器与单片机相连接，一旦传感器检测到天然气泄漏，将通过接口输出信号，触发单片机的警报程序。
2.2 单片机STC89C52是一种高性能、低功耗的8位单片机，具有丰富的外设接口、大容量闪存和RAM存储器，可用于各种嵌入式系统的设计中。
在本设计中，我们使用STC89C52作为天然气泄漏报警器的主控制器。
单片机需要与MQ-4气敏传感器、蜂鸣器和LED灯等设备相连接。
当MQ-4传感器检测到天然气泄漏时，向单片机发送信号，触发蜂鸣器报警，同时将LED灯点亮，以提醒周围的人们存在危险。
2.3 蜂鸣器蜂鸣器是一种用于提供音频信号的电子元件，可以输出高频脉冲，发出哀鸣般的声音。
在本设计中，我们使用蜂鸣器作为报警装置，当MQ-4传感器检测到天然气泄漏时，蜂鸣器会输出警报声音，以提醒附近的人们该逃离。
2.4 LED灯LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，能够发出强有力的可见光线，具有低能耗、寿命长等特点，在各种电子设备中广泛应用。
在这里，我们使用LED灯作为指示装置，当MQ-4传感器检测到天然气泄漏时，会点亮LED灯，以便于人们更快地发现问题。
基于单片机的燃气报警系统的设计
摘要随着社会的进步，科技的发展，人们的生活水平得到了提升，天然气煤气逐渐进入我们的家庭，它给我们带来方便的同时也带给了我们危害。
一旦发生大面积泄露，处置不及时就可能引发大爆炸，给我们的生命财产安全带来威胁。
因此对燃气的检测和报警是一项必要的工作。
怎样防止燃气中毒与爆炸也已成为人们的迫切需要！本系统设计以80C51单片机为控制核心，利用传感器对环境中气体的浓度进行检测，通过A\D转换芯片将检测到的气体浓度值转换为由二进制表示的单片机能够识别的数字信号。
单片机对数字信号进行处理和判断，如果气体浓度超过预设值则由声光报警系统进行报警。
该设计充分利用了单片机电路简单，价格低廉，可靠性好等优点对该系统进行实时控制，利用其编程简单，系统运行速度快等优点使系统在性能、精确度和灵敏度等方面得到了一定的提升。
关键词：51单片机，传感器，A\D转换，声光报警系统IABSTRACTWith the progress of society, the development of science and technology, people's living standard has been improved, natural gas and coal gas gradually into our family, it brings us convenience but also bring us harm. Once large area leakage, untimely disposal can cause big bang, to our life and property security threats. The gas detection and alarm is a necessary work. How to prevent gas poisoning and explosion has become the urgent need of the people!The system design based on 80C51MCU as the control core, using the sensor in gas concentration detection, through the A \ D conversion chip will detect gas concentration value conversion from binary representation of the one-chip computer can identify the digital signal. Single chip digital signal processing and judgment, if the gas concentration exceeds a preset value by the sound and light alarm system for alarm.The design makes full use of the computer has the advantages of simple circuit, low cost, good reliability of the system for real-time control, using the simple programming, system running speed in the performance of the system, the system accuracy sensitivity has been certain promotion.Key Words: 51 MCU, sensor,A / D conversion,sound and light alarm systemII目录1 引言 (1)2 元件选取 (2)2.1单片机 (2)2.1.1 单片机的选型 (2)2.1.2 80C51系列单片机的基本组成 (2)2.1.3单片机中断响应的结构与控制 (3)2.1.4单片机复位电路介绍 (4)2.1.5单片机延时系统介绍 (4)2.2烟雾传感器 (5)2.2.1 烟雾传感器的选型 (5)2.2.2 气体传感器介绍 (5)2.3 A\D转换芯片 (6)2.3.1 A\D转换芯片的选择 (6)2.3.2 A\D转换的器件介绍 (7)3 系统硬件设计 (9)3.1 系统整体结构设计 (9)3.2 系统各部分电路设计 (9)3.2.1 电源模块 (9)3.2.2 声光报警系统模块 (10)3.2.3 控制电路 (11)3.2.4 A\D转换电路 (12)3.2.5 烟雾传感器的连接电路 (13)3.3 系统整体电路 (13)4 系统软件设计 (14)4.1程序编写模块 (14)4.2 主程序流程图 (14)4.3 中断原理 (15)III4.4 定时器原理 (16)5.结论与不足 (18)参考文献 (19)致谢 (20)IV1 引言随着社会的进步，煤气天然气已成为人们日常生活中不可或缺的资源，但它给我们带来方便的同时也给我们带来了危害。
基于单片机的天燃气泄漏报警系统设计
1.国内研究现状
目前,石油化工企业、百货、住宅等,均要求对可燃气体浓度检测。国家相关标准日趋严格。虽然有许多可燃气体报警系统在市场上,他们中的大多数都有非常高的错误信息和低性能。分离技术的可燃气体报警器是相当成熟,但它仍然不能满足系统的要求,具有多个节点和广泛的报道。现在大多数Bus-type可燃气体报警系统是基于RS485这并不是很稳定,不能容纳更多的探测器节点。只有采用CAN总线模式、理论价值的在线检测节点也只是大约有100。在本文中,这一计划是主控制器+CAN/ 485转换器+燃气探测器。节点能力达数千。系统的稳定和实时性能得到很大提高,结合(触摸屏),整机系统的操作更容易。到现在为止在中国尚未报道气体报警系统，根据这项计划，它是连接的重要发展方向，具有广阔的市场空间和发展前景。
题 目：基于单片机的天燃气泄漏报警系统设计
毕业设计开题报告
1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：
一、本课题的研究背景及意义
单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。
[5]吴英才,林华清.热释红外传感器在防盗系统中的应用[J].传感技术．2002:47~48
[6]刘辉.智能小区防盗报警系统的可靠性设计[J].电器时代.2002:74~75
[7]蒸燕春.智能化住宅小区安防电子系统的常用手段[J].现代电子技术.2002:39~41
[8]雷旭,何万强.新型家用防盗报警系统[J].现代电子技术.2003:82~83
基于单片机的燃气泄露检测装备的设计与实现—毕业设计
课题名称《基于单片机的燃气泄露检测装置的设计与实现》专业（系）铁道供电与电气学院班级目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 本课题概述 (1)1.2 课题背景和意义 (1)1.2.1国内外研究现状 (2)第2章燃气泄露自动检测总体设计 (3)2.1 系统总功能 (3)2.3 方案设计与论证 (4)2.3.1 主控系统 (4)2.3.2 MQ-2传感器模块的介绍 (5)2.3.3 方案的确立 (7)2.3.4 传感器非线性信号处理 (8)第3章硬件部分设计 (11)3.1 模数转换器 (11)3.1.1 模数转换器的介绍 (11)3.1.2 引脚及功能。
(11)3.1.3 ADC0832的主要特性 (12)3.2 单片机模块 (12)3.2.1 单片机的简介 (12)3.2.2 AT89S52简介及主要功能特性 (13)3.2.3 AT89S52管脚说明 (13)3.4 声光报警模块 (17)3.5 液晶显示浓度模块 (17)3.5.1 LCD显示模块 (17)3.5.2 LCD1602的引脚功能 (18)3.5.3 LCD1602的显示操作 (18)3.6 排风扇控制系统与切断 (21)3.6.1 电磁继电器的构造 (21)3.6.2 电磁继电器的工作原理 (22)第4章软件部分设计 (23)4.1 主程序流程图 (23)4.2 主程序： (24)4.3 .1 ADC0832 初始程序流程图 (25)4.3 .2 ADC0832 初始程序 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)附录 A: 总程序 (31)附录 B: 总原理图 (37)附录 C: 元器件清单 (38)附录 D：实物图 (39)摘要随着经济和科学技术的快速发展,人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视,燃气进入家庭的使用为人们带来了方便,也改善了城市的环境,但同时给人们带来了潜在的危险,其中一氧化碳是最主要的危险源。
基于单片机的天然气泄漏检测系统设计完整
摘要随着经济和科学技术的快速发展，人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视。
天然气作为一种清洁型能源进入家庭得到广泛使用，为人们的生活带来了方便，减少了城市的污染，提高了生活质量和效率，但是同时，天然气也是潜在的“危险品”，天然气在使用过程中，若管道和阀门密封不好，一旦泄漏出去极易爆炸，危及人们的生命财产安全。
面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决办法。
然而使用天燃气检测系统成为了一个重要的研究课题。
本毕业设计的题目是基于单片机的天然气泄漏检测系统设计。
本设计主要是由一个MQ-4传感器采集气体浓度信号，系统建立浓度与电压关系，进行浓度电压转换，浓度显示，声光报警构成的报警装置。
本系统由ADC0832处理数据，MCU采用STC89C52，完成气体浓度信号的采集显示内容的传输、显示等功能。
本设计的可燃气体报警器由六个部分组成：传感器、数码管显示器、声光报警器、控制电路、A/D转换和电源模块。
软件上采用C语言编程，结构简单运行稳定。
该检测系统能够检测天然气浓度，当检测天然气浓度低于设定报警阈值的时候，数码管显示器仅仅显示测得的可燃气体浓度；当检测天然气浓度超出设定报警阈值时给出声光报警，并伴有语音提醒。
关键词：MQ-4传感器；ADCO832；STC89C52；数码管；声光报警AbstractWith the rapid development of economy and the science technology , people pay more and more attention to the quality of life and the improvement of living environment. Natural gas are widely used in our daily life and brings convenience for people's lives as a cleaner fuel, reduce the city's pollution and improve the life quality and efficiency.but at the same time, natural gas is also potential dangerous, If not sealed pipes and valve s, they leaked,easily caused by fire ,endangering people's lives and property. Facing the gas leak all kinds of accidents caused by threats, we need a solution. And it is obviously very important to study on the inspection methods and sensors of all kinds of gases.This graduation design is a gas leak detection alarm system based on single chip microcomputer. This design mainly by an MQ - 4 gas concentration sensor acquisition signals, Concentration and voltage relations system,To convert the concentration of voltage, concentration of voltage conversion, concentration, according to the sound and light alarm alarm device.This system by ADC0832 processing data, use STC89C52 MCU, complete the gas concentration signal collection and display content transmission, display, and other functions.The design of the combustible gas alarm is composed of six parts: sensor,digital tube, sound and light alarm, control circuit, A/D conversion and power module.The software system is based on the C language programming, whose structure is simple and running stable.This detection alarm system can detect the density of gas , When detecting gas concentration is lower than the set alarm threshold, digital tube display show only measured concentration of combustible gas; When detecting gas concentration exceeds the alarm threshold acousto-optic alarm.Keywords：MQ-4；ADC0832；STC89C52；Digital tube；Sound and light alarm目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (1)1基于单片机的天然气泄漏检测系统概述 (2)1.1天然气泄漏检测报警器的概述 (2)1.2家用天然气泄漏检测报警器现状 (2)1.3家庭燃气泄漏报警的发展趋势 (2)1.4天然气泄漏检测报警设计意义 (3)2天然气泄露检测报警系统的方案设计 (4)2.1天然气泄漏检测报警系统简介 (4)2.2气体传感器的选型 (4)2.3 天然气泄露报警系统的整体设计方案 (5)2.3.1天然气泄漏报警器工作原理 (5)2.3.2天然气泄漏报警器的结构 (5)2.3.3报警器各模块的功能 (6)3天然气泄露报警的硬件部分设计 (7)3.1主控电路设计 (7)3.1.1STC89C52单片机简介 (7)3.1.2 STC89C52单片机的基本结构 (7)3.1.3 STC89C52RC单片机的引脚 (8)3.2电源电路设计 (10)3.3可燃气体信号采集部分 (11)3.4 MQ-4气体传感器 (11)3.5 A/D转换部分 (13)3.5.1 A/D转换电路 (13)3.6 气体结果测量计算 (15)3.7 声光报警部分 (15)3.8 计数器译码显示电路 (16)3.8.1 LED 的综述 (16)3.8.2 LED 的结构 (16)3.8.3 LED数码管的显示方法 (17)3.9 复位电路 (18)3.10 最小系统及按键 (18)4燃气泄漏检测报警系统的软件部分 (20)4.1程序设计流程与编程 (20)4.2系统调试 (21)结论 (22)参考文献 (23)附录A 基于单片机的天然气泄漏检测系统原理图 (24)附录B 基于单片机的天然气泄漏检测系统结果图 (25)附录C C程序 (26)致谢 (34)绪论随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波斯湾危机，加深美国及主要石油国家研发替代能源的决心，因此，在还未发现真正的替代能源前，天然气需求量自然消耗会增加。
毕业设计(论文)-基于单片机的天燃气泄漏报警系统设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于单片机的天燃气泄漏报警系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/6356f22376eeaeaad0f3309e.png)
摘要随着天然气的大量使用,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,但是同时,天然气也是潜在的“危险品”,一旦发生大面积泄漏,处置不及时就可能引发大爆炸,给居民的生命财产安全带来巨大的威胁。
面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决办法。
使用天燃气报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。
本论文以半导体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，具有一定的实用价值。
其中选用MQ-2传感器实现对气体的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。
其与ADC0808转换器连接，将气体信号转换成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预设值(也就是报警限)，如果大于则会自动启动报警电路发出报警声音，反之则为正常状态关键词：传感器报警器单片机AbstractWith the wide use of natural gas, each a residential towers were gas "enveloped". The popularity of natural gas to public life brought convenient, 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, the big bang to people's life and property safety brought great threat. Facing the gas leak all kinds of accidents caused by threats, we need a solution. Use of natural gas alarm is deal with gas invisible killer one of the important means.This papers to the semiconductor gas sensors and single chip microcomputer as the core design can realize the gas alarm sound-light alarm functions, is a kind of simple structure, stable performance, easy to use, inexpensive and intelligent gas alarm, has certain practical value.Among them choose MQ - 2 of gas detection sensor realize, has a high sensitivity, fast response, strong anti-jamming capability etc, and the price is low, service life long. ADC0808 converters connected with the gas signal, convert microcontroller can identify the digital signal processing, by AT89C51 for processing the data and analysis, whether is equal to or greater than the a default value (that is, the alarm limit), if > will automatically start alarm circuit warning voice, conversely for normal stateKeywords: sensor alarm MCS目录第1章绪论 (1)家庭燃气泄漏报警的概述 (1)家庭燃气泄漏报警的现状 (1)家庭燃气泄漏报警的发展趋势 (2)燃气泄漏报警研究意义与目的 (2)设计任务 (2)第2章天燃气泄漏报警系统的方案设计 (1) (1)气体传感器的选型 (1) (1) (5)天燃气泄露报警系统的整体设计方案 (6) (6) (6) (7)第3章天燃气泄漏报警系统的硬件部分设计 (8)主控电路的设计 (8) (8) (11)AT89C51单片机的基本结构 (13)AT89C51单片机的引脚 (14)AT89C51单片机的时钟电路 (16)AT89C51单片机的复位电路 (17)外围接口电路的设计 (19)ADC0808转换器的介绍 (19)ADC0808转换器和AT89C51单片机的接口电路 (20)声音报警电路 (21)灯光报警电路 (22)总电路设计 (23)第4章燃气泄漏报警系统的软件部分设计 (26)主程序设计流程与编程 (26)主程序设计流程图 (26)主程序的编程 (27)程序调试 (29) (30) (31)总结与展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录一家庭燃气泄漏报警系统电路图 (35)第1章绪论家庭燃气泄漏报警的概述天燃气泄漏报警器是非常重要的燃气安全设备，由气敏传感器、单片机和报警器组成。
基于单片机的天然气多点浓度巡测系统设计 精品
中文摘要天然气在人们的日常生活中做出了非常大的贡献，然而当它在空气中的浓度达到一定范围时可能引起自燃甚至爆炸，这样就会造成很大的危险。
甚至会危害到人们的生命以及财产的安全。
本文介绍了一种基于AT89C51单片机和气敏传感器进行巡环检测天然气罐浓度的装置。
该设计包括监测系统的组成、工作原理及硬件、软件设计的方法。
本系统不仅可实现对天然气浓度进行实时监测而且当浓度达到一定范围时会产生相应的预警，还具有超出给定浓度报警的功能，为预防和减小火灾损失提供了有力的科学手段。
本文采用了气敏传感器，气敏传感器是能够感知环境中某种气体及其浓度的一种敏感器件，它将气体成分、浓度等有关的信息转换成为电压信号，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。
目前，人们对气敏传感器的测试方法主要停留在用人工手动的方式来进行操作，开发出一种实用高效的智能化传感器测试装置是非常的必要的。
本文根据人们的需要设计出了一种高效有用的天然气实时巡测装置。
关键词：天然气；气敏传感器；报警；AT89C51；Title:Concentration of natural gas more patrol unit AbstractNatural gas in people's daily life has made great contributions, but when it is in the air when the concentration reaches a certain range may cause spontaneous combustion or explosion, which would result in great danger. Even endanger people's lives and property.This paper describes a gas sensor based on AT89C51 microcontroller and gas tank concentration loop detection device. The design includes monitoring system, working principle and the hardware and software design methods. The system not only enables real-time monitoring of gas concentration, and when the concentration reaches a certain range will have the appropriate warning, but also has exceeded the alarm function of a given concentration, to prevent and reduce fire losses provide a strong scientific means.In this paper, the gas sensors, gas sensors is the ability to sense the environment and the concentration of certain gases in a sensitive device, it will be the gas composition, concentration and other relevant information converted into a voltage signal, which can detect, monitor, alarm ; also be formed through the interface circuit and the computer automatically detect, control and alarm systems. Currently, people mainly gas sensors testing methods remain in use to manually operate the way to develop a practical and efficient intelligent sensor testing device is very necessary. According to people's need to design a useful and efficient real-time patrol unit of natural gasKey words:natural gas; gas sensors; alarm; AT89C51;目录第一章绪论 (1)1.1 天然气的用途 (1)1.2 天然气巡测目的和意义 (1)1.3气体巡检技术在国内外的发展现状 (2)第二章方案论证 (4)2.1基于硬件设计天然气浓度巡测装置的方法 (4)2.1.1人工巡视法 (4)2.1.2空气采样法 (4)2.1.3声学检测法 (4)2.1.4 检测天然气罐壁的方法 (5)2.2基于软件设计天然气浓度巡测的方法 (5)2.3 基于软件和硬件结合的方法设计天然气浓度泄漏巡测 (5)2.3.1 硬件的选择 (6)2.3.2软件设计 (8)第三章硬件部分的设计 (10)3.1 AT89C51的片内结构及引脚描述 (10)3.2 气敏传感器 (16)3.2.1 气敏传感器分类 (16)3.2.2 半导体气敏元件的特性参数 (17)3.2.3气敏传感器的工作原理 (19)3.3 显示部分介绍 (20)3.4 按键部分介绍 (22)3.5 A/D转换介绍以及MAX187简介 (24)3.6 74LS138简介 (28)3.7 地址锁存芯片74LS373的介绍 (29)3.8 6264的简介 (30)3.9 放大电路ICL7650的介绍 (32)3.10 蜂鸣器PB2130的介绍 (33)3.11 CD4051简介 (35)第四章系统整体软件设计 (37)4.1主程序的设计： (37)4.2 各子程序的设计 (39)4.2.1数据采集系统与A/D转换系统的软件设计 (39)4.2.2显示部分的软件设计 (42)4.2.3按键部分的软件设计 (45)4.2.4报警部分软件的设计 (46)4.2.5滤波部分软件的设计 (46)第五章结论与总结 (47)致谢 (49)参考文献 (57)附录 (52)附录一程序清单 (52)第一章绪论1.1 天然气的用途天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中的甲烷占绝大多数，另外还有少量的乙烷、丙烷和丁烷，除此之外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体（氦和氩等）。
基于单片机的气体泄漏超声波检测系统的设计
基于单片机的气体泄漏超声波检测系统的设计气体泄漏是一种严重的安全隐患，可能导致火灾、爆炸等严重事故。
为了及时发现并处理气体泄漏问题，设计了一种基于单片机的气体泄漏超声波检测系统。
该系统主要由超声波传感器、单片机、LCD显示屏、蜂鸣器等组成。
超声波传感器用于探测气体泄漏产生的超声波信号，将检测到的信号发送至单片机进行处理。
单片机通过对接收到的信号进行分析，判断是否存在气体泄漏，并在LCD显示屏上显示相关信息，同时通过蜂鸣器进行报警。
系统的设计主要包括以下几个步骤：1.硬件设计：选择合适的超声波传感器用于检测气体泄漏产生的超声波信号，将传感器与单片机进行连接，同时连接LCD显示屏、蜂鸣器等组件。
确定系统的工作电压、工作频率等参数，并设计相应的电路。
2.软件设计：编写单片机的程序，实现对接收到的超声波信号进行处理和分析，判断是否存在气体泄漏。
根据监测到的情况，在LCD显示屏上显示相应的信息，并通过蜂鸣器进行报警。
3.系统测试：进行系统的调试和测试，验证系统的功能和性能。
通过模拟气体泄漏情况，观察系统的灵敏度和准确性，确保系统可以及时准确地发现气体泄漏问题。
4.系统优化：根据测试结果对系统进行优化和改进，提高系统的稳定性和可靠性。
对硬件和软件进行调整，使系统在实际应用中更加可靠和实用。
通过以上设计步骤，可以实现一种基于单片机的气体泄漏超声波检测系统。
该系统具有简单、实用、高效的特点，可以有效地保障人们的生命财产安全，防止气体泄漏事故的发生。
在实际应用中，可以广泛用于家庭、工厂、仓库等场所，帮助人们及时发现和处理潜在的安全隐患，提高工作和生活的安全性和舒适性。
基于单片机的智能天然气检测系统
基 于单片 机 的智 能天然 气 检 测 系统
北方民族 大学电气信 息工程学院 吉炫玮 张晋 宁 曹新成
【 摘要 】现如今，天然气作为一种新型的清洁能源，在人们的生产、生活中得到 了广泛的应用，它具有质量轻、燃烧充分、废气污染小等优 点。尽管天然气的使 用给人们带来 了许多便利 ，但天然气是一种无色无味的可燃气体 ，一旦发生泄露，将会带来很大的安全隐患。鉴 于天然 气使用时的安全隐患，本文设计 出了一种基于单片机的智能天然气检测系统，该系统能够及 时、有效的检 测出天然气是否泄露，并采取相应
的 应 急措施 ，减 少隐 患的发 生 。
【 关键词 】单片机 ；智能；天然气检测
显 示模 块 选用 １ ６ ０ ２ 液 晶显 示 ，该 液 晶可 以很 精确 的 用字 体显 示 空 气 中天然 气 的浓度 。 ２ ． ５ 电机 驱动 驱动 电路如 图２ 所示。 驱动芯片选用 的是３ ３ ８ ８ ６ ，该驱 动芯片可 同时驱动两个 电机 ，输 出 的电流能达到５ Ａ ， 可 以实现 电栅 ｗＭ调速、正反转等实时控制功 能。
表１不同天然气浓度下报警器 、排风扇 以及燃气 阀门的工作状况
图１系统总体设计方案
图２驱动电路如图
２ 系统硬件设计
系 统 采 用３ ２ 位 的Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ １ ０１ 单片 机 作 为主 控 芯 片 ，通 过 气 敏 探 头检 测 空气 中天 然气 的浓 度 ， 当浓度 达 到预 先 设定 的值 时 ，系 统 立 马报 警提 示 ，并 自动 启 动排 风设 备 ， 同时关 闭燃 气 管道 阀 门 ，保 障 了生 命和 财产 的安 全 。 ２ ． １ 微 控 制器 本 系统 的微 处理 器 选用 的是 意法 半 导体 公司 产 的Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ １ ０ １ 单 片机 ，该芯 片具 有３ ６ ＭＨ ｚ 的 时钟 频率 ，并 且运 行速 度 也快 于传 统 的 ５ １ 单 片机 ，具备 ３ ２ Ｋ ～ １ ２ ８ Ｋ的闪存 程 序 存储 器 ， 能很 好 的对 天 然 气 的浓 度 进行 检测 和报 警 ， 同时达 到对 燃 气 管道 阀 门 以及 排 风扇 的开 闭 。其丰 富 的管脚 足 以满 足 智能 天然气 检测 系 统 的要求 。 ２ ． ２ 电源模 块 系 统 中 的各 芯 片 以及 传 感 器 的工 作 电压 一般 都 是 ５ 在 电路 中 加入 电容进 行滤 波 ，然 后再 用三 端稳 压 器７ ８ ０ ５ 进 行 稳压 ，得到 稳 定 的５ Ｖ电压 ，使 系 统能够 正 常工 作 。 ２ ． ３ 报 警 电路 报 警 电路 采 用蜂 鸣 器 。原 理 ： 由于 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ １ ０ １ 单片 机 的Ｉ ／ ０ 接 口只 能提 供 ２ ５ ｍＡ的 电 流 ，而 蜂 鸣 器 的 工作 电流 基 本 上 在 ３ ０ ｍＡ左 右 ，如 果 直 接用 Ｉ ／ ０口驱 动 蜂 鸣器 ，就 会导 致 其 他 地方 不 能 正 常 的 工作 。基 于此 ，我 们 用三 级管 扩流 来代 替Ｉ ／ Ｏ口驱 动蜂 鸣器 。 ２ ． ４ 气 敏传 感器 根据 实 际 的需 求 ，本 系统 选用 ＭＱ ． ４ 气 敏 传感 器 。其工 作 原理 是 ：空气 中 可燃 气体 浓 度越 高 ，传感 器 的 电导率 越大 。当空 气 中可 燃 气体 浓度 大 于设 定浓 度 时 ，单 片机Ｉ Ｏ口输 出低 电平 ，进而 控制 排
基于单片机的智能燃气泄漏检测系统设计的技术方案
基于单片机的智能燃气泄漏检测系统设计的技术方案Designing an intelligent gas leak detection system based on a single-chip microcomputer requires careful planning and consideration of various technical aspects. 需要仔细规划和考虑各种技术方面，才能设计出基于单片机的智能燃气泄漏检测系统。
Firstly, the selection of the gas sensor is crucial in ensuring the accuracy and reliability of the detection system. 首先，在选择气体传感器时，需要确保其准确性和可靠性。
The gas sensor should be able to detect a wide range of gases, including natural gas, propane, and methane, to ensure comprehensive coverage. 气体传感器应当能够检测多种气体，包括天然气、丙烷和甲烷，以确保全面覆盖。
Additionally, the sensitivity of the gas sensor should be adjustable to account for different gas concentrations and environmental conditions. 此外，气体传感器的灵敏度应当是可调的，以适应不同的气体浓度和环境条件。
Integration with a single-chip microcomputer allows for real-time monitoring and data analysis, providing timely alerts in the event of a gas leak. 与单片机的整合可以实现实时监测和数据分析，及时提出燃气泄漏警报。
基于单片机的燃气泄露检测仪设计_毕业设计(论文)
华北科技学院毕业设计（论文）基于单片机的燃气泄露检测仪设计目录设计总说明 (I)Introduction (III)1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2主要研究内容及结构安排 (1)2 燃气泄漏检测仪系统构成框图 (3)2.1系统构成框图 (3)2.1.1 系统构成方案及论证 (3)2.1.2 系统构成框图 (4)3 燃气泄漏检测仪硬件设计 (5)3.1MCU核心模块设计 (5)3.1.1 MSP430系列单片机发展历程 (5)3.1.2 MSP430系列单片机的应用领域 (5)3.1.3 单片机最小系统介绍 (6)3.1.4 单片机的选型 (10)3.1.5 单片机外围电路设计 (11)3.2采集模块硬件设计 (12)3.3串口模块硬件设计 (14)3.4双电源供电模块硬件设计 (16)3.4.1 双12V稳压电源设计 (16)3.4.2 3.3V电源设计 (17)3.5LCD液晶显示模块设计 (19)3.6本章小结 (22)4 燃气泄漏检测仪软件设计与实现 (23)4.1总程序流程图 (23)基于单片机的燃气泄露检测仪设计4.2显示模块软件设计 (23)4.3显示模块软件调试 (30)4.4本章小结 (31)5 硬件的安装与调试 (32)5.1PCB版的设计 (32)5.2PCB板的调试 (34)5.3PCB板的焊接 (36)6 结论 (38)参考文献 (39)附录 (40)致谢 (41)华北科技学院毕业设计（论文）基于单片机的燃气泄漏检测仪设计设计总说明燃气现已成为人们生活中必不可少的能源，液化气、天然气等作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用。
但是随着燃气的广泛应用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾等事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。
燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警装置成为必要之举。
基于单片机的燃气泄漏检测仪，是一种适合家庭使用的小型燃气安全防范产品。
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基于单片机的天然气泄漏检测系统设计摘要随着经济和科学技术的快速发展，人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视。
天然气作为一种清洁型能源进入家庭得到广泛使用，为人们的生活带来了方便，减少了城市的污染，提高了生活质量和效率，但是同时，天然气也是潜在的“危险品”，天然气在使用过程中，若管道和阀门密封不好，一旦泄漏出去极易爆炸，危及人们的生命财产安全。
面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决办法。
然而使用天燃气检测系统成为了一个重要的研究课题。
本毕业设计的题目是基于单片机的天然气泄漏检测系统设计。
本设计主要是由一个MQ-4传感器采集气体浓度信号，系统建立浓度与电压关系，进行浓度电压转换，浓度显示，声光报警构成的报警装置。
本系统由ADC0832处理数据，MCU采用STC89C52，完成气体浓度信号的采集显示内容的传输、显示等功能。
本设计的可燃气体报警器由六个部分组成：传感器、数码管显示器、声光报警器、控制电路、A/D转换和电源模块。
软件上采用C语言编程，结构简单运行稳定。
该检测系统能够检测天然气浓度，当检测天然气浓度低于设定报警阈值的时候，数码管显示器仅仅显示测得的可燃气体浓度；当检测天然气浓度超出设定报警阈值时给出声光报警，并伴有语音提醒。
关键词：MQ-4传感器；ADCO832；STC89C52；数码管；声光报警AbstractWith the rapid development of economy and the science technology , people pay more and more attention to the quality of life and the improvement of living e nvironment. Natural gas are widely used in our daily life and brings convenience f or people's lives as a cleaner fuel, reduce the city's pollution and improve the life quality and efficiency.but at the same time, natural gas is also potential dangerous, If not sealed pipes an d valves, they leaked,easily caused by fire ,endangering people's lives and property . Facing the gas leak all kinds of accidents caused by threats, we need a solution. And it is obviously very important to study on the inspection methods and sensor s of all kinds of gases.This graduation design is a gas leak detection alarm system based on single chip microcomputer. This design mainly by an MQ - 4 gas concentration sensor acquisition signals, Concentration and voltage relations system,To convert the concentration of voltage, concentration of voltage conversion, concentration, according to the sound and light alarm alarm device.This system by ADC0832 processing data, use STC89C52 MCU, complete the gas concentration signal collection and display content transmission, display, and other functions.The design of the combustible gas alarm is composed of six parts: sensor,digital tube, sound and light alarm, control circuit, A/D conversion and power module.The software system is based on the C language programming, whose structure is simple and running stable.This detection alarm system can detect the density of gas , When detecting gas concentration is lower than the set alarm threshold, digital tube display show only measured concentration of combustible gas; When detecting gas concentration exceeds the alarm threshold acousto-optic alarm.Keywords：MQ-4；ADC0832；STC89C52；Digital tube；Sound and light alarm目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (1)1基于单片机的天然气泄漏检测系统概述 (2)1.1天然气泄漏检测报警器的概述 (2)1.2家用天然气泄漏检测报警器现状 (2)1.3家庭燃气泄漏报警的发展趋势 (2)1.4天然气泄漏检测报警设计意义 (3)2天然气泄露检测报警系统的方案设计 (4)2.1天然气泄漏检测报警系统简介 (4)2.2气体传感器的选型 (4)2.3 天然气泄露报警系统的整体设计方案 (5)2.3.1天然气泄漏报警器工作原理 (5)2.3.2天然气泄漏报警器的结构 (5)2.3.3报警器各模块的功能 (6)3天然气泄露报警的硬件部分设计 (7)3.1主控电路设计 (7)3.1.1STC89C52单片机简介 (7)3.1.2 STC89C52单片机的基本结构 (7)3.1.3 STC89C52RC单片机的引脚 (8)3.2电源电路设计 (10)3.3可燃气体信号采集部分 (11)3.4 MQ-4气体传感器 (11)3.5 A/D转换部分 (13)3.5.1 A/D转换电路 (13)3.6 气体结果测量计算 (15)3.7 声光报警部分 (15)3.8 计数器译码显示电路 (16)3.8.1 LED 的综述 (16)3.8.2 LED 的结构 (16)3.8.3 LED数码管的显示方法 (17)3.9 复位电路 (18)3.10 最小系统及按键 (18)4燃气泄漏检测报警系统的软件部分 (20)4.1程序设计流程与编程 (20)4.2系统调试 (21)结论 (22)参考文献 (23)附录A 基于单片机的天然气泄漏检测系统原理图 (25)附录B 基于单片机的天然气泄漏检测系统结果图 (26)附录C C程序 (27)致谢 (35)绪论随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波斯湾危机，加深美国及主要石油国家研发替代能源的决心，因此，在还未发现真正的替代能源前，天然气需求量自然消耗会增加。
天然气是一种高效、清洁、经济、稳定的生活能源。
近年来，随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行，天然气通过管道走进了千家万户，极大地方便我们的生产生活，同时也带来了不少的安全隐患。
从工农业生产的各个领域到人们家庭生活的各个方面，人们直接或间接接触各种有毒有害气体的机会大大增加，由此而引起的中毒，火灾和爆炸事故屡见不鲜，严重威胁到人们的生命和财产安全，成为一种新的社会公害。
因此对环境气体进行检测和分析技术的研究日益受到人们的重视。
传统的分析气体组分和浓度的方法是以色谱法为代表的各种化学计量方法，尽管其测量精度很高，但操作手续繁杂，实验周期长，无法对有毒、有害气体进行实时、连续、瞬时检测，而气体传感器则满足这种要求，并且在人们日常生活中对减少气体爆炸、火灾等事故已经发挥着越来越大的作用。
目前世界各大强国都把传感器技术列为国家发展的重点技术，国防现代化、工业生产过程自动化、家庭电器化都与传感器的发展休戚相关，今天的传感器技术已渗透到国民经济的各个领域，日益突出它的重要作用。
集成化、多功能化、智能化、加工技术微精细化、指标高精度化和性能高稳定、高可靠化已经成为人们开发和研究传感器的重要方向。
泄漏检测报警系统被广泛的应用于各个领域，如石油化工企业、石油运输管线、城市自来水地下管线、锅炉炉管、发动机箱体、缸盖等各种领域。
泄漏检测技术在管道检测之中的应用得到了很好的发展。
对于管道的泄漏检测要满足以下几个要求：1.准确可靠地判断泄漏的发生，并能够在较短的时间内判断出泄漏点具体的位置。
2.准确可靠地判断泄漏程度，能对较小量的泄漏做出判断。
3.检测原理简单，易于操作和维护。
1基于单片机的天然气泄漏检测系统概述1.1天然气泄漏检测报警器的概述天然气泄漏检测报警器是燃气安全设备非常重要的一部分，它是由气敏传感器、单片机和报警器组成。
它是安全使用城市燃气的最后一道保护设备。
天然气泄漏检测报警器通过气敏传感器探测周围环境中的天然气浓度，在通过采样电路，将探测到的模拟信号转换成数字信号传递给控制器或控制电路。
当检测气体浓度低于设定报警阈值的时候，数码管显示器仅仅显示测得的可燃气体浓度；当检测气体浓度超出设定报警阈值时给出声光报警。
气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。
它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，这些传感器都是通过对周围环境中的可燃气体的吸附，在传感器表面产生化学反应或电化学反应，造成传感器的电物理特性的改变，经单片机处理后转换成检测气体的响应浓度。
其中用的最多的是半导体气敏传感器。
1.2家用天然气泄漏检测报警器现状现在每家每户只要安装天然气管道的都必须安装天然气报警器。