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1、 届 别 2013届 学 号 毕业设计基于单片机的煤气检测报警系统 姓 名 系 别、 专 业 导 师 姓 名、职 称 完 成 时 间 4646目录摘要3Abstract31 绪论51.1 课题背景61.2 设计概述61.3 煤气检测报警器的国内外现状61.4 煤气检测报警器的发展趋势71.5 研究内容81.6 设计任务分析82 总体方案设计92.1 气体检测传感器的介绍102.2 单片机选型132.2.1 STC89C52单片机简介132.2.2 单片机的引脚功能描述143 系统的硬件电路163.1 单片机最小系统163.2 单片机的时钟电路与复位电路设计173.3 煤气检测AD采集电路183
2、.3.1 AD采集芯片ADC0832介绍183.4 显示模块203.5 声音报警电路203.6 按键控制电路213.7 电源模块224 系统软件的设计234.1 系统主程序设计及流程图235 硬件调试及调试中遇到的问题246 电路的调试247 总结评价24致谢25参考文献26附件一：总体原理图设计27附件二：部分程序源代码28摘要 如今人类生活里面煤气已成为人们生活中必不可少的能源了，在越来越多的人使用煤气的同时，煤气泄漏引起的事故发生的频率也越来越高，从而给人们的人身安全和财产安全带来了很多隐患，所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要.当今社会上，出现了许多煤气报警器，而这些产品大都
3、是针对煤气的泄漏所做出的相应的报警，即为家庭式煤气报警器。随着社会的发展，煤气报警器也在发展。微机控制技术、传感器在工业控制、机电一体化、智能仪表、通信、家用电器等方面得到了广泛应用，显著提高了各种设备的技术水平和自动化程度。本课题设计的煤气报警采用了STC89C52单片机为报警器的核心部件，对煤气报警器进行控制。用单片机实现定时控制，电路简单、价格便宜、可靠性好。由一氧化碳气体传感器对煤气进行检测，将所得的浓度值与设定浓度值相比较得到偏差。通过对偏差信号的处理获得控制信号，去调节煤气出气阀的通断，八个单元的煤气浓度对应模拟量利用A/D转换为数字量，并加入了键盘输入，从而实现对家用煤气漏气的控
4、制。整个系统的硬件电路设计合理，性能安全可靠。关键字：煤气报警器；单片机；传感器 Abstract Now human life inside the gas has become indispensable to peoples life energy, more and more people in the use of gas at the same time, the gas leakage accidents caused by the more and more high frequencies, bring a lot of troubles to peoples persona
5、l safety and property security, so how to prevent gas poisoning and explosion has become an urgent need people. Nowadays, there are many gas alarm, and these products are mostly made of the gas leakage of the corresponding alarm, it is family gas alarm.With the development of society, but also in th
6、e development of gas alarm.Microcomputer control technology, sensor has been widely applied in industrial control, mechatronics, intelligent instrumentation, communications, household appliances, significantly improve the technological level of equipment and automation. This topic design of gas alar
7、m adopts STC89C52 MCU as the core components of the alarm, control of the coal gas alarm.To achieve timing control chip, the circuit is simple, cheap, good reliability.The gas is detected by a CO gas sensor, the resulting concentration and concentration values are obtained by comparing the deviation
8、 set.We get the control signal through processing the deviation signal, to regulate the gas outlet valve, gas concentration corresponding to eight units of A/D analog conversion to digital quantity, and joined the keyboard input, so as to realize the control of the household gas leak.The systems har
9、dware circuit design is reasonable, safe and reliable performance. Key words:Gas alarm; MCU; sensor1 绪论1.1 课题背景随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。保卫社会主义现代化建设，防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对煤气进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中煤气的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发
10、生，才能确保工业安全和 家庭生活安全。因此，研究煤气的检测方法与研制煤气报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。 1.2 设计概述 可燃性气体通常指煤气、石油液化气、汽油蒸汽、酒精蒸汽、天然气以及煤矿瓦斯等。这些气体主要含有烷类（甲烷）、烃类、烯类、醇类、苯类以及一氧化碳和氢气等成分，这些气体易燃、易爆、不易贮存，在使用这些气体的过程中，如违反操作规程或者设备密封不好，都有可能发生可燃气体泄漏事故，进而酿成火灾或爆炸事故，给人民的生命财产造成损失。可燃性气体检测报警装置是能够检测环境中的可燃性气体浓度，并具有报警功能的仪器。使用可燃气检测报警器是对付燃气无形杀手的重要且非常有效的手段之一
11、。当今社会计算机科学技术的普及和信息技术的迅猛发展，人们己不在满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入人们的生活中，并迅速在世界各地发展起来。人们对居住环境的要求日见增高，体现在希望住宅不仅更便利、更加舒适而且更安全。如今单片机的应用越来越广泛，煤气泄漏则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个问题。单片机有利于为现代人工作、科研、生活、提供更好的、更方便、更安全的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。所以怎样防止煤气中毒与可燃性气体爆炸已成为人们的迫切需要。为此我们开发研制了智能煤气报警系统。1.3 煤气检测报警器的国内外现状 国外
12、从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，发展非常迅速，其一方面是因为人们安全意识越来越强，对环境安全性和生活舒适性的要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的保护和推动，因为发展智能的传感器，可以推动人们的生活水平的发展。据有关统计，美国1996年到2002年气体传感器年均增长率为27%至30%。随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得气体检测仪器的体积也逐渐变小，提高了气体检测仪器的便携性，高集成，体积小，功能容易实现，更加利于生产、运输及市场推广。1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，又于次年12月其改良产品问世，改
13、良的报警器可以检测燃气（甲烷）、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。我国于70年代初期开始研制可燃性气体报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，同时产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。但是近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步。1.4 煤气检测报警器的发展趋势面对人类社会经济与技术急速发展的时代，伴随这电子、计算机、通讯和现代控制技术的迅速发展，现代煤气自动报警应用技术发展趋势正在向着全总线制、软件编程、网络化、智能化、多样化、小型化、社
14、区化、蓝牙技术无线化、高灵敏化、综合化等方面发展。针对当前煤气自动报警系统存在的通讯协议不一致，系统误报、漏报频繁，智能化程度低，网络化程度低、特殊恶劣环境的煤气探测报警抗干扰等问题较为突出的现象，提出在符合国家消防规范的基础下采用统一、标准、开放的通讯协议。通过对新技术、新工艺、新材料和新设备的应用研究，对系统方案、设备选型的优化组合，改进煤气泄漏自动报警系统的工作性能、减少维护费用和维护要求，向着高可靠性、高灵敏性、低误报率、系统网络化、技术智能化方向发展，为更好的预防和遏制建筑火灾提供了强有力的保障，从而更好的保护国家和人民的生命、财产安全。1.5 研究内容 本设计针对经常发生的煤气泄漏中毒事件，采用煤气、甲烷及一氧化碳等气体传感器、单片机、电磁阀和电铃，设计一套有毒气体检测、报警电路，显示室内空气质量，用单片机模块分路控制继电器、发光二极管和报警器。报警系统由硬件和软件两大部分组成。其中硬件部分由各报警感应器、感应器控制器、主控器等设备组成。软件部分主要是报警系统控制程序。CO气体传感器用来检测空气中煤气的浓度，当空气中煤气含量超过允许的标准浓度后，感应器所获得的感应信号均被感应器控制器所接收，再由感应器控制器对各感应信
