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1、陕西理工学院毕业论文（设计）I可燃气体泄露无线报警装置设计（陕西理工学院 物理与电信工程学院 通信工程专业 1203，陕西 汉中 ）指导教师： 摘要 本设计是利用单片机对于可燃气体浓度进行检测并且可以及时报警的无线报警装置。该系统由 MQ-2传感器采集可燃气体浓度信号，系统建立浓度与电压关系并且进行浓度电压之间的相互转换，通过 LCD1602 液晶显示屏将检测到的浓度及设定值显示出来，当系统检测到可燃气体浓度超过设定值时，就能发出声光报警信号且开启换气装置，同时实现发送短信的无线报警，能及时避免由于可燃气体泄漏所引起的安全事故。关键词 可燃气体 单片机 显示 无线报警 陕西理工学院毕业论文（设
2、计）IIThe design of combustible gas alarm systemRenchao(Grade2012,Class3,Major of Communication Engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering , Shaanxi University of Technology, Hanzhong ,Shaanxi)Tutor: LiCuihuaAbstract: This design is the use of single-chip microcomputer for the det
3、ection of combustible gas concentration and timely alarm of the wireless alarm device. The system combustibles gas concentration signal, the setting-up of the system concentration and voltage relationship and mutual conversion between concentration and voltage by the sensor mq-2 acquisition and disp
4、lays the detected concentration and setting values through the LCD1602.When the system detects that the combustible gas concentration exceeds the set value,it will send out sound and light alarm signal,open the ventilation device and send text messages to the wireless alarm in time in order to avoid
5、 the security incidents caused by the gas leakage. Keywords：combustible gas microcontroller display wireless alarm陕西理工毕业论文（设计）III目 录1.绪论 .11.1 研究的目的及其意义 .11.2国内外情况及其发展趋势 .11.3论文结构 .12.系统的硬件设计 .22.1 方案论证及选择 .22.1.1 方案论证 .22.1.2 方案选择 .22.2 传感器部分的设计 .22.2.1 可燃气体传感器的概述 .22.2.2 MQ-2传感器及其主要特点 .32.3 单片机最小系
6、统的设计 .42.4 显示电路设计 .62.5 报警电路设计 .82.5.1 继电器 .82.5.2 声光报警 .92.5.3无线报警 .103.软件系统的设计 .144.装配与调试 .174.1 硬件与软件调试 .174.2 测试结果 .175.总结 .19致谢 .20参考文献 .21附录 A .22附录 B .30附录 C .31附录 D .32陕西理工学院毕业论文（设计）第 1 页 共 40 页1.绪论1.1 研究的目的及其意义随着工业的快速发展，液化石油气、天然气等含有甲烷类、烃类、烯类、醇类及一氧化碳等成分是易燃易爆的气体。其中天然气作为一种新型清洁型高效型能源得到广泛普及并且已经成
7、为人们生活中不可缺少的一部分。有的可燃气体是无色无味或者在浓很小的情况下很难被人们发现。正是由于这一原因，所以煤气中毒和矿井中的瓦斯爆炸时常发生，给人的生活带来了生命和财产安全的危害。现在国内许多已经安装的可燃气体的检测器由于使用年度过久，器件老化，原有的技术指标不达标以及技术落后未淘汰而一直在使用的产品，所以研究新型、性能稳定并且能准确检测可燃气体的简易装置势在必行。家用智能天然气检测报警系统是预防天然气泄漏的一种家用的自动检测报警控制系统，一般都是应用高灵敏度的气敏元件作为气电转换元件并配以声光报警，当泄漏的气体达到设定值时报警器就会发生鸣响和声光报警。 本设计主要针对可燃气体检测报警系统
8、进行技术改进，使用单片机系统进行系统控制，LCD1602 显示屏显示测量值和设定值，GSM 实现无线通信。并且还增加了超出安全值时自动开启排风扇装置，这样使得人们的财产安全和生命安全得到进一步的保障。而且本系统成本低，安全性能好，能够监控可燃气体的浓度，显示测量结果，并对当前的环境状态做出判断，发出报警信息。1.2国内外情况及其发展趋势随着社会的发展，绿色环保的观念越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。沼气是一种清洁、高效的可再生能源，可以替代天然气。但是无论沼气还是天然气，在人们的使用过程中若不注意，就会出现安全隐患，造成财产安全和人身事故。因此，对于可燃气体的检测是安全生产生活中的一个非常
9、重要的环节。而我国经济处于高速发展，国家对于安全及环保也越来越重视，相关政策和法规陆续出台，极大地刺激了可燃气体检测仪器仪表行业市场的迅速扩大。然而，现在大多数可燃气体泄漏检测仪器仪表绝大多数都是常规有线仪表，只有少数采用无线。有线仪器在安装时要考虑信号电缆的铺设，这就限制了可燃气体检测仪器仪表的适用范围，在一些场合就不能安装固定的可燃气体监测装置。所以可以通过在不同地方放置便携式进行时时检测与报警。目前，世界各国已经开始将沼气用作燃料和用于照明。用沼气代替汽油、柴油，发动机器的效果也很好。将它作为农村的能源，具有许多优点。例如，修建一个平均每人 1.2 平方米左右的发酵池，就可以基本解决一年
10、四季的燃柴和照明问题；人、畜的粪便以及各种作物秸秆、杂草等，通过发酵后，既产生了沼气，还可作为肥料，而且由于腐熟程度高使肥效更高，粪便等沼气原料经过发酵后，绝大部分寄生虫卵被杀死，可以改善农村卫生条件，减少疾病的传染。现在，沼气的应用正在各国广大农村推广，沼气能源的开发利用的普及等方面，已经取得了较好的成绩。1.3论文结构论文主要从技术概述、系统硬件电路设计、系统软件设计流程图以及制作与调试等几大方面来介绍可燃气体报警系统的设计和制作过程。其中方案论证及选择是从两种可以实现可燃气体浓度超标报警功能的方案中选出一个能及时报警、易操作、系统性能较高的方案。系统硬件电路设计主要设计包括：单片机最小系
11、统电路、LCD1602 显示电路、GSM 模块电路、天然气检测电路、继电器控制电路、声光报警电路等。系统软件设计主要是设计单片机进行控制以及处理数据所需的相关 C语言程序。最后对是系统整体的调试，将硬件电路与软件程序相结合，调整相关参数，使得系统的各个模块都能实现所要的功能并且达到最优。陕西理工学院毕业论文（设计）第 2 页 共 40 页2.系统的硬件设计2.1 方案论证及选择2.1.1 方案论证方案一：基于蓝牙的可燃气体无线报警系统蓝牙技术是一种无线网络技术，其以低成本、短距离无线连接为基础，可用于替代数字设备和计算机外设间的电缆连线以实现数字设备间的无线组网。首先由单片机通过蓝牙模块接收数
12、据，然后将该数据导入 LCD 屏进行显示，同时单片机对收集的可燃气体浓度数据进行分析处理，并将其与设定值进行比较。当其浓度高于设定值时，系统立刻发出报警，开启排气设备。方案二：基于 SIM900A 的天然气报警系统。基于 SIM900A 的火灾报警系统，传感器采集数据传给单片机，单片机将数据进行处理并与设定值进行比较， 当测量值大于设定值时，SIM900A 进行无线报警。SIM900A 属于双频 GSM/GPRS模块，采用 SMT封装形式，其性能稳定，性价比高，可以满足打电话，发短息的基本功能。SIM900A采用工业标准接口，工作频率为 GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输。2.1.2 方案选择方案一：蓝牙的通讯速率不是很高，并且受距离的远近影响较大，而且应用成本很高，普及难度大，并且只适用于进程通讯，不能达到远程的目的。故排除方案一。方案二：目前手机以及全面普及，GSM 网络信号覆盖面积广、网络接入灵活、无需布
