有害气体浓度检测系统
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【摘 要】本设计采用 Arduino 为主控元件，与氨气、硫化物、苯系蒸汽等有害气体成线性 关系的传感器 MQ135 作为浓度检测，将检测到的气体综合浓度送至 TFT LCD 模块进行显示。 若有害气体浓度值超过了对人身体有害的伐值时， 由蜂鸣器进行声音报警和 TFT LCD 显示直 观报警，并通过蓝牙模块 HC06 将气体浓度情况发送至手机，用户根据场合需要，手机通过 蓝牙方式可对有害气体浓度伐值进行设置。经验证适用于煤气泄漏，烟雾检测。 【关键词】 Arduino 控制 MQ135 TFT LCD HC06 蓝牙模块
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乐山师范学院毕业论文（设计）
目录
1 前言 .....................................................................................................................................................3 1.1 设计背景 ............................................................................................................................3 1.2 设计目的和意义 ....................................................................................................................3 2 任务的提出与方案论证 ....................................................................................................................3 2.1 设计要求.................................................................................................................................3 2.2 方案选择.................................................................................................................................3 2.3 总体方案设计 ........................................................................................................................4 3 系统电路设计 .....................................................................................................................................5 3.1 控制模块.................................................................................................................................5 3.2 气体浓度检测模块 ................................................................................................................5 3.3 显示模块.................................................................................................................................6 3.4 警报模块.................................................................................................................................7 3.5 HC-06 蓝牙模块 .....................................................................................................................8 3.6 系统的总体电路 ....................................................................................................................9 4 系统程序设计 ...................................................................................................................................10 4.1 主程序流程图 ......................................................................................................................10 4.2 MQ135、TFT、HC06 子程序流程图 ....................................................................................12 5 系统硬件制作和软硬件调试 ..........................................................................................................15 5.1 系统硬件制作 ......................................................................................................................15 5.2 系统软硬件调试 ..................................................................................................................16 5.3 缺点误差分析 .......................................................................................................................20 6 总结思考 ...........................................................................................................................................21 附录........................................................................................................................................................23 系统部分源代码 ..........................................................................................................................23
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乐山师范学院毕业论文（设计）
较高浓度有机气体也有很好的灵敏度。 显示浓度值可采用 LCD1602 模块。 将有害 气体浓度发送至手机， 可采用无线 Wi-Fi 模块， 只需连上网络即可数据交互传送。 方案二：采用 Arduino 单片机为主进行设计，Arduino 有数字和模拟端口， 无需进行数模转换可直接读出所测气体浓度值，端口定义灵活， 代码开源易于无 联网设计。有害气体浓度采集可采用 MQ-135，可测氨气、硫化物、苯系等气体。 显示浓度值可采用 2.8 寸 TFT LCD 显示器。将有害气体浓度发送至手机，可采用 无线 HC-06 蓝牙模块，只需连上手机蓝牙即可数据交互传送。 在上述两种方案中，都可以很好的实现该系统的设计，但由于对单片机 STC89C51 在此设计中使用不方便、灵活等，而 Arduino 基础设计都有教程参考， 对我这种编程不是很好的学生提供了一个自己设计的机会。 有害气体浓度的采集 对比一下之后 QS-01 使用效果更好，但是我手中已经有了 MQ-135，所以将就用 MQ-135 传感器进行采集。在浓度的显示是选用 LCD1602 还是 2.8 寸 TFT LCD，相 对 2.8 寸 TFT LCD 而言， LCD1602 是能够熟练使用的， 但是考虑到设计使用用途， 需要彩色屏以及大一点的屏可远距离观测有害气体浓度值，因此在设计中选用 2.8 寸 TFT LCD。至于通过什么方式将有害气体浓度值传给手机呢，由于 Wi-Fi 可以远距离传输，开始选用的 Wi-Fi 传感器，可是由于 Wi-Fi 需要联网等原因， 调试不方便，故选用 HC-06 蓝牙模块。 综上所述，在本次设计中采用方案二。 2.3 总体方案设计 本设计规划的总体方案如下：在设计中采用 Arduino 为控制芯片，通过传感 器 MQ-135 实时监测周围有害气体浓度，将浓度值传送给 Arduino 进行判断处理 是否通过蜂鸣器报警，并通过 TFT LCD 显示其浓度，如果产生报警，则 TFT LCD 显示红色浓度值， 否则显示绿色或者黄色浓度值， 以便更直观。 并实时通过 HC-06 发送至手机客服端。图 2.1 为设计框架图： TFT LCD 显示浓 度
2 任务的提出与方案论证
2.1 设计要求 1、可检测出 10—1000ppm 的有害气体的浓度（氨气、硫化物、苯系）； 2、通过显示器和手机界面显示有害气体浓度值； 3、有害气体达到危害人健康时，立刻报警； 4、报警有显示屏显示和蜂鸣器声音报警等，多途径的告诉周围的人们。 2.2 方案选择 方案一：采用单片机 STC89C51 为主进行设计，有 32 个 I/O 口，可供设计时 进行功能扩展，无需进行引脚扩展，设计过程中无需占用多大体积。有害气体浓 度采集可采用 QS-01，它与香烟气味、氨气、硫化物这类异味气体，对酒精、CO、
本科生毕业设计报告
学 院 物理与电子工程学院 专 业 电子信息工程
设计题目：有害气体浓度检测系统
Fra Baidu bibliotek
学生姓名 指导教师
（姓名及职称）
（副教授）
班 学
级 号
XXXXXXXXXXXX XXXXXXX
完成日期：2016 年 4 月
乐山师范学院毕业论文（设计）
基于 arduino 有害气体浓度检测
XX
物理与电子工程学院 电子信息工程 XX
2
乐山师范学院毕业论文（设计）
1 前言
1.1 设计背景 随着社会工业的发展， 推动着社会的进步，却也存在着时时刻刻危害着人类 生存的气体，那么通过什么方式才能知道我们环境所存在的气体的浓度呢，以便 做出及时处理和改善。社会上虽有检测有害气体浓度的设备，但是价格昂贵，不 能够普及使用，特别是家庭方面，煤气中毒事件屡见不鲜。生活中迫切需要一款 经济实用的有害气体浓度检测装置。 由于人们对手机的依赖程度很大， 如果有一款可将周围有害气体浓度发送至 用户手机上，可使人们远离有害气体危险区域。 1.2 设计目的和意义 为将所学运用于实践中，提高自身能力的同时，考虑到社会所需，为人人都 能呼吸优质空气， 呼吁人们关注周围环境，因此做了一款基于 Arduino 的有害气 体浓度检测的设计。
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乐山师范学院毕业论文（设计）
目录
1 前言 .....................................................................................................................................................3 1.1 设计背景 ............................................................................................................................3 1.2 设计目的和意义 ....................................................................................................................3 2 任务的提出与方案论证 ....................................................................................................................3 2.1 设计要求.................................................................................................................................3 2.2 方案选择.................................................................................................................................3 2.3 总体方案设计 ........................................................................................................................4 3 系统电路设计 .....................................................................................................................................5 3.1 控制模块.................................................................................................................................5 3.2 气体浓度检测模块 ................................................................................................................5 3.3 显示模块.................................................................................................................................6 3.4 警报模块.................................................................................................................................7 3.5 HC-06 蓝牙模块 .....................................................................................................................8 3.6 系统的总体电路 ....................................................................................................................9 4 系统程序设计 ...................................................................................................................................10 4.1 主程序流程图 ......................................................................................................................10 4.2 MQ135、TFT、HC06 子程序流程图 ....................................................................................12 5 系统硬件制作和软硬件调试 ..........................................................................................................15 5.1 系统硬件制作 ......................................................................................................................15 5.2 系统软硬件调试 ..................................................................................................................16 5.3 缺点误差分析 .......................................................................................................................20 6 总结思考 ...........................................................................................................................................21 附录........................................................................................................................................................23 系统部分源代码 ..........................................................................................................................23
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乐山师范学院毕业论文（设计）
较高浓度有机气体也有很好的灵敏度。 显示浓度值可采用 LCD1602 模块。 将有害 气体浓度发送至手机， 可采用无线 Wi-Fi 模块， 只需连上网络即可数据交互传送。 方案二：采用 Arduino 单片机为主进行设计，Arduino 有数字和模拟端口， 无需进行数模转换可直接读出所测气体浓度值，端口定义灵活， 代码开源易于无 联网设计。有害气体浓度采集可采用 MQ-135，可测氨气、硫化物、苯系等气体。 显示浓度值可采用 2.8 寸 TFT LCD 显示器。将有害气体浓度发送至手机，可采用 无线 HC-06 蓝牙模块，只需连上手机蓝牙即可数据交互传送。 在上述两种方案中，都可以很好的实现该系统的设计，但由于对单片机 STC89C51 在此设计中使用不方便、灵活等，而 Arduino 基础设计都有教程参考， 对我这种编程不是很好的学生提供了一个自己设计的机会。 有害气体浓度的采集 对比一下之后 QS-01 使用效果更好，但是我手中已经有了 MQ-135，所以将就用 MQ-135 传感器进行采集。在浓度的显示是选用 LCD1602 还是 2.8 寸 TFT LCD，相 对 2.8 寸 TFT LCD 而言， LCD1602 是能够熟练使用的， 但是考虑到设计使用用途， 需要彩色屏以及大一点的屏可远距离观测有害气体浓度值，因此在设计中选用 2.8 寸 TFT LCD。至于通过什么方式将有害气体浓度值传给手机呢，由于 Wi-Fi 可以远距离传输，开始选用的 Wi-Fi 传感器，可是由于 Wi-Fi 需要联网等原因， 调试不方便，故选用 HC-06 蓝牙模块。 综上所述，在本次设计中采用方案二。 2.3 总体方案设计 本设计规划的总体方案如下：在设计中采用 Arduino 为控制芯片，通过传感 器 MQ-135 实时监测周围有害气体浓度，将浓度值传送给 Arduino 进行判断处理 是否通过蜂鸣器报警，并通过 TFT LCD 显示其浓度，如果产生报警，则 TFT LCD 显示红色浓度值， 否则显示绿色或者黄色浓度值， 以便更直观。 并实时通过 HC-06 发送至手机客服端。图 2.1 为设计框架图： TFT LCD 显示浓 度
2 任务的提出与方案论证
2.1 设计要求 1、可检测出 10—1000ppm 的有害气体的浓度（氨气、硫化物、苯系）； 2、通过显示器和手机界面显示有害气体浓度值； 3、有害气体达到危害人健康时，立刻报警； 4、报警有显示屏显示和蜂鸣器声音报警等，多途径的告诉周围的人们。 2.2 方案选择 方案一：采用单片机 STC89C51 为主进行设计，有 32 个 I/O 口，可供设计时 进行功能扩展，无需进行引脚扩展，设计过程中无需占用多大体积。有害气体浓 度采集可采用 QS-01，它与香烟气味、氨气、硫化物这类异味气体，对酒精、CO、
本科生毕业设计报告
学 院 物理与电子工程学院 专 业 电子信息工程
设计题目：有害气体浓度检测系统
Fra Baidu bibliotek
学生姓名 指导教师
（姓名及职称）
（副教授）
班 学
级 号
XXXXXXXXXXXX XXXXXXX
完成日期：2016 年 4 月
乐山师范学院毕业论文（设计）
基于 arduino 有害气体浓度检测
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物理与电子工程学院 电子信息工程 XX
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乐山师范学院毕业论文（设计）
1 前言
1.1 设计背景 随着社会工业的发展， 推动着社会的进步，却也存在着时时刻刻危害着人类 生存的气体，那么通过什么方式才能知道我们环境所存在的气体的浓度呢，以便 做出及时处理和改善。社会上虽有检测有害气体浓度的设备，但是价格昂贵，不 能够普及使用，特别是家庭方面，煤气中毒事件屡见不鲜。生活中迫切需要一款 经济实用的有害气体浓度检测装置。 由于人们对手机的依赖程度很大， 如果有一款可将周围有害气体浓度发送至 用户手机上，可使人们远离有害气体危险区域。 1.2 设计目的和意义 为将所学运用于实践中，提高自身能力的同时，考虑到社会所需，为人人都 能呼吸优质空气， 呼吁人们关注周围环境，因此做了一款基于 Arduino 的有害气 体浓度检测的设计。