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1、项目编号院(系)名称仪器科学与光电工程学院专业名称探测制导与控制技术学 号学生姓名指导教师一氧化碳自排与高温报警系统 II摘要一氧化碳具有毒性，一旦进入人体，会和血液中的血红蛋白结合，引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。在通常状况下，一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。一氧化碳自排与高温报警系统为智能化系统，可自动排出环境中不易被人察觉的一氧化碳。当环境中一氧化碳浓度过高时，可自动触发排风装置，将环境中混有过量一氧化碳的空气排出，从而保障了人的安全与健康，并解除了一氧化碳爆炸的隐患。此外，本系统中含有高温报警装置，不但可以实时显示环境温度，而且，当环境温度过高，可能引起火
2、灾及其他隐患时，报警器会发出尖锐的报警声，以便人觉察并做出及时处理。本文所做的主要工作为：1、考虑了工业及家居方面的市场需求，设计了一氧化碳自排与高温报警系统。在设计中选用了89C52处理器，主要由基于单片机的主控模块、CO传感器及A/D转换模块、电磁式继电器及风扇模块、温度传感器、蜂鸣器及LCD显示模块几个部分组成。2、建立了52单片机系统的平台和开发环境。主要包括各模块的传输信号处理与控制程序的编写。3、完成了周边电路的设计，实现了模块的各自功能与模块间的工作配合。本文完成了一氧化碳自排与高温报警系统的硬件设计和程序设计，并进行了调试，验证了所设计的有效性和实用性。实验结果表明该系统的设计
3、方法是可行的，且整个系统具有良好的通用性和可扩展性。ABSTRACTCO is a kind of toxic gas. Once entering the body, it will combine with the hemoglobin in the blood, causing tissues lack of oxygen, resulting in death of suffocation. Under normal circumstances, CO is colorless, odorless and tasteless gas, which is easy to overlook
4、, resulting in poisoning. The CO Automatic Exhausting and High-Temperature Alarm System can automatically discharge the CO in the environment which cannot easily be detected. When the CO concentration in the environment is too high, the exhaust device can be automatically triggered to discharge the
5、air mixed with excessive CO, thus ensuring peoples safety and health, and lifting the hidden dangers of CO explosion. In addition, the system includes high-temperature alarm device. It not only can display real-time temperature, and when the temperature is too high, possibly causing fire and other d
6、anger, the alarm will issue a sharp warning sound effectively for people to perceive and then they may make a timely response. In this paper, major work is as follows: 1、 Taking into account aspects of industrial and domestic market demand, the CO Automatic Exhausting and High-Temperature Alarm Syst
7、em has been designed. 89C52 MCU was chosen in the design and the system was mainly composed of MCU control module, CO sensor and A / D converter module, electromagnetic relays and fan modules, temperature sensors, buzzer and LCD display module.2、52-MCU system has been established to be the platform
8、and the development environment. Transmission of signal procedures and control procedures of each module was readily programmed. 3、The circuit design of peripheral devices has been completed, so as to realize the respective functions of each module and the perfect coordination with each other. The s
9、ystem hardware and programs have been designed, and have been debugged, in order to verify the effectiveness and practicality of system. Results show that the design is feasible, and the whole system has good versatility and scalability. 目录1 引言11.1 选题背景及作品意义11.2 系统组成11.2.1 一氧化碳自排系统21.2.2 高温报警系统21.3
10、论文体系结构32 系统总体设计任务及方案32.1 系统总体设计任务32.2 系统设计方案43 系统硬件设计及程序设计53.1 系统设计思想和总体结构53.2 主控制板模块73.3 CO自排系统各模块及周边电路93.3.1 A/D转换模块93.3.2 CO传感器113.3.3 继电器133.4高温报警系统各模块及周边电路143.4.1 温度传感器143.4.2 LCD液晶显示屏143.4.3 报警装置173.5 程序设计流程183.6 系统测试193.7 本章小节19结论总结与展望191 引言1.1 选题背景及作品意义在工业和日常生活方面，一氧化碳作为燃料以及附属产物而广泛地存在。然而，一氧化碳
11、是无色无味的有毒气体，一旦泄露，易引起中毒和爆炸事故。近些年来，此类事故频频发生，如矿井爆炸、煤气中毒，严重危害了人们的生命财产安全。有鉴于此，一氧化碳自排与高温报警系统显得十分重要，可有效解除此类隐患，从而保障了人们的生命财产安全。所以，一氧化碳自排与高温报警系统适用面广泛。工业方面，本系统可安装于火电厂、供暖部门、化工厂、采矿等行业；民用方面，由于大多数家庭使用燃气灶及燃气热水器，本系统可安装于此类家庭的厨房中，以防止煤气泄露引起的中毒和爆炸事故。综上所述，一氧化碳自排与高温报警系统有着其重要的意义和广阔的市场前景。1.2 系统组成一氧化碳自排与高温报警系统的最终目的是防止一氧化碳中毒与爆
12、炸事故，保障人们的生命财产安全。为达到这一目的，在设计上，系统主要是以一个中央微处理器（CPU）接收来自各感应模块的信息，再按照既定的程序将控制信息发送给各功能模块，从而实现了信息与控制的传递，达到了智能化的目的。在技术实现上，中央微处理器必须一方面连接各种控制中端，如一氧化碳传感器、温度传感器，另一方面连接各种功能终端，如风扇、液晶显示屏、蜂鸣器。通过控制中端感应外界环境，发送信号至中央微处理器，既而由中央微处理器处理信号并判断是否向功能终端发出工作指令，实现智能控制。在功能方面，本系统可分为两大部分：一氧化碳自排系统和高温报警系统。1.2.1 一氧化碳自排系统一氧化碳自排系统的主要功能是实
13、时监测环境中一氧化碳浓度，当浓度超过程序预设值时，接通风扇工作回路，从而将环境中含有过量一氧化碳的空气排出。其特点为实时监测、智能控制、反应迅速。一氧化碳自排系统主要包括中央微处理器、CO传感器、A/D转换模块、电磁式继电器和风扇。1.2.2 高温报警系统高温报警系统的主要功能是实时监测并显示环境温度，当温度超过程序预设值时，报警器发出尖锐的报警声，从而提醒人们做出及时处理。高温报警系统主要包括中央微处理器、温度传感器、LCD液晶显示屏、和蜂鸣器。1.3 论文体系结构本论文余下各章组织如下：第二章提出了系统总体设计任务及方案分析，结合方案设计，介绍了本设计用到的背景技术。第三章介绍本设计的总体
14、思想和模块设计，以及各模块的功能实现和器件选择、电路设计和程序设计等。最后总结本设计的特点和不足等。对论文进行了总结并提出展望。2 系统总体设计任务及方案2.1 系统总体设计任务本设计要实现以下几个功能： 系统的主要功能是实时监测环境中一氧化碳浓度，当浓度超过程序预设值时，接通风扇工作回路，从而将环境中含有过量一氧化碳的空气排出； 实时监测并显示环境温度，当温度超过程序预设值时，报警器发出尖锐的报警声。2.2 系统设计方案本设计将构建一个基于单片机的一氧化碳自排与高温报警系统，采用STC公司的89C52单片机为基础。CO自排系统工作时，将完成如下操作： CO传感器将模拟信号传送至A/D转换模块
15、； A/D转换模块将接收到的模拟信号转换为数字信号，并传送给单片机； 单片机对接收到的信号进行处理，当其小于程序预设值时，将断开的控制信号传送给电磁式继电器；大于程序预设值时，将闭合的控制信号传送给电磁式继电器； 当电磁式继电器接收到“闭合”的信号时，接通风扇回路，风扇工作。高温报警系统工作时，将完成如下操作： 数字温度传感器将数字信号传送给至单片机； 单片机对接收到的信号进行处理，并传送到LCD液晶显示屏；当其大于程序预设值时，将控制信号传送至蜂鸣器； LCD液晶显示屏对接收到的信号进行显示； 当蜂鸣器接收到信号时，发出报警声。本设计的开发环境为：RZ-51单片机试验板一块；Keil uVision3集成开发环境，编译器为STC_ISP_V3.1，用来生成运行在中心控制单元上及各模块结点上的程序。3 系统硬件设计及程序设计本章结合系统总体设计任务和方案选定了硬件
