基于单片机煤气浓度检测及报警系统的设计.docx
《基于单片机煤气浓度检测及报警系统的设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机煤气浓度检测及报警系统的设计.docx(40页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目录摘要1英文摘要21 绪论31.1 课题研究背景31.2 课题研究目标和意义31.3 课题现在研究现实状况及发展动态41.4课题研究内容42 煤气报警系统总体方案设计42.1系统功效要求42.2 系统技术要求52.3 系统组成及方案设计53 系统硬件设计63.1 主控电路73.1.1 时钟电路73.1.2 复位电路83.2 烟雾探测电路设计93.2.1 MQ-2介绍93.2.2 ADC0809介绍103.3 液晶显示电路设计113.4 声光报警提醒电路123.4.1 灯光提醒电路133.4.2 声音报警电路133.5电机驱动电路133.6 按键电路144 系统软件设计144.1 EDA仿真软
2、件Proteus144.2 系统程序步骤图154.3 烟雾探测子程序设计164.4 按键电路子程序设计174.5 电机驱动子程序设计18总结19参考文件21致谢22附录:程序23 基于51单片机煤气浓度检测及报警系统设计机电工程学院 自动化专业 徐本波()指导老师:郭一军 (讲师)摘要: 伴随社会进步,科技发展,大家生活水平得到提升,天然气煤气逐步进入我们家庭,它给我们带来方便同时也给我们带来了危害。所以煤气浓度检测报警系统制作很有必需。而且计算机及单片机普及和信息技术迅猛发展,使大家已经对家庭住宅环境提出了更高要求,智能化,信息化被引入家庭,便利,舒适而且愈加安全。煤气报警器中采取STC89
3、C52为主控制器,利用气体传感器MQ-2、ADC0809数模转换芯片等实现基础功效。经过这些传感器和芯片,当环境中煤气浓度发生改变时,LCD1602液晶显示器会实时显示煤气浓度值,而且发出对应灯光报警信号和声音报警信号,以此来实现煤气报警,当煤气浓度达成一定范围时,系统还能够驱动继电器工作,继电器经过驱动排风扇排出有毒气体,以此来实现智能报警控制。 本系统关键针对传统煤气,液化气泄漏进行检测,报警。本系统有以下特点:用单片机实现控制,电路简单,价格廉价,可靠性好。另外,本系统还可作为智能家居一个安全系统。 关键词:单片机;MQ-2传感器;ADC0809;煤气报警;智能控制Design of G
4、as Concentration Detection and Alarm system Detection Based on 51 MCUXu Benbo Director: Guo Yijun(College of Mechanical and Electrical Engineering,Huangshan University)Abstract: With the progress of society, the development of science, peoples living standard has been improved, natural gas and coal
5、gas gradually into our family. They bring us convenience, but also brings us harm. So its necessary to make a gas concentration detection alarm system. In addition, the rapid development of the popularity of computer and single chip computer and information technology, people have on the house envir
6、onment proposed higher requirements, intelligent, informatization is introduced family, convenient, comfortable and safer.Gas alarm in the paper uses STC89C52 as the core controller, the realization of the basic functions of the gas sensor MQ-2, ADC0809 converter, etc. Through these sensors and chip
7、s, when environmentalsmoke concentrationor combustible gasconcentrationchanges the systemsends out correspondinglight alarmsignal and the soundalarm signal,in order toachieve smoke alarm,when the smokereaches a certainrange,the systemcan also drivethe relay,So that the relaycan discharges poisonous
8、gases through the exhaust fan.Implementation of intelligentalarm control.This system is mainly for conventional gas, liquefied petroleum gas leak detection, alarm system has the following characteristics: with MCU control circuit is simple, cheap, and reliability. In addition, this system can be use
9、d as a smart home security system.Key Words: MCU; MQ-2 sensor; ADC0809; Gas alarm; intelligent control1 绪论1.1 课题研究背景现在社会,大家越来越离不开煤气,天然气等和我们日常生活息息相关能源。但伴随煤气使用普及率提升同时,煤气泄漏引发问题发生次数也随之变高,从而给大家人身安全和财产安全带来了很多隐患,所以怎样去预防和规避煤气泄漏是我们在现实生活中需要认真考虑。因为气体本身特征存在扩散性,发生可燃气泄漏以后,在外部条件作用下,可燃气体会快速在空间扩散,形成大面积危险区。这一类事故往往含有破
10、坏性大,危害面积广等特点。另外,煤气关键成份是一氧化碳芳香烃等。煤气有毒关键原因是其中一氧化碳等气体易和人体中血红蛋白结合,造成缺氧,使人头晕,恶性及虚脱等,严重会危及生命。当发觉可燃气体发生泄漏时,我们务必需立即使用合适方法进行处理,才能将这类损害降到最低。那么假如我们有能够检测可燃气体浓度装置,而且当气体浓度达成预警值时,仪器能够自动报警而且自动处理这一类险情,这无疑是我们想要。这就对煤气检测和报警系统检测设备设置了一个较高门槛。伴随国家互联网+战略提出,物联网和智能家居这些概念也越来越被人民大众所熟悉。美拥抱小米和京东、TCL入局360智能家居,海尔牵手阿里巴巴、长虹联姻腾讯.1+12战
11、略模式在自能家居领域蔓延开来。而煤气报警系统本身就能够作为智能家居一部分,它既能够作为家庭智能家居一部分,为家庭保驾护航;又能够作为智能小区一部分,经过把小区用户煤气数据全部传到小区主机为小区提供安保保障。1.2 课题研究目标和意义目标:伴随现代家庭用煤气,天然气增加,家庭煤气中毒及煤气爆炸频率也越来越高。煤气泄漏危害,很轻易被大家所忽略,关键是因为泄露气体不轻易被大家所发觉。意义:在中国,煤气泄漏带来危害天天全部在发生,所以每一个家庭全部应该足够重视这方面危害。如皋能够依据家庭实际情况,提起采取必需方法,有些悲剧完全能够避免。一系列悲剧发生,由国家到社会各界意识到,煤气检测报警系统对家庭和工
12、业环境必需性。据调查,在发生煤气泄漏危害家庭里全部是没有安装类似煤气检测报警器。所以,煤气检测及报警系统对我们生活关键性。1.3 课题现在研究现实状况及发展动态现在应用最广泛煤气检测报警器和气敏元件传感器,已经应用于气体泄漏检测,仅用于安全保护家用煤气检测报警器为例,不少西方发达国家在法律上已经明确要求家庭、公寓、餐厅、医院、学校、工厂必需按要求安装报警器。国外报警器发展很快,是因为大家安全意识很强,对环境安全性和生活舒适性要求较高;其次是因为燃气泄漏报警器市场增加受到政府安全法规推进。所以,国外煤气检测报警器技术得到了较快发展,据相关统计,美国在1996年就煤气检测报警器年均增加率为2730
13、。在这些方面,中国安全意识有待增强。煤气检测报警器发展趋势集中表现为,一是提升检测灵敏度和工作性能,降低功耗和成本,减小尺寸,简化电路,和应用整机相结合,这也是煤气检测报警器一直追求目标;二是增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功效化,发展MEMS技术,发展现场适用变送器和智能型天然气检测气报警器。如美国在天然气泄漏报警器中嵌入微处理器,使燃气泄漏报警器含有控制校准和监视故障情况功效,实现了智能化、涉多功效化。1.4 课题研究内容煤气报警器,关键检测可燃气体泄漏。经过单片机控制对应声光报警电路和驱动负载电路。经过液晶显示目前煤气浓度值,经过按键设定对应报警值。该项目关键是为了完成任务,包含
14、:(1)硬件部分:包含烟雾探测电路设计,显示模块选择,电机驱动电路设计,声光报警电路等设计。(2)软件部分:包含微处理器控制程序编制和原理图绘制。(3)系统综合调试和分析:在软硬件完成以后,要对系统进行综合测试和试验,分析系统可靠性和实用性,调整系统不足。2 煤气报警系统总体方案设计本课题关键是实现以51单片机作为控制器煤气浓度检测报警系统,利用传感器将空间中煤气浓度信号转化为模拟信号,并选择适宜模数转换芯片转化模拟信号,再将转换后信号经单片机处理,若大于预设值则报警,并开启外接排风扇,避免事故发生。2.1 系统功效要求本系统研制关键包含以下几项功效:(1)煤气浓度探测功效:为了提升煤气泄漏报
15、警正确性和立即性,报警系统需要使用多种方法进行煤气浓度探测。在实际使用中,依据不一样场所需要,用户能够选择不一样煤气传感器,设定不一样预设值,不一样功率排风扇。(2)灯光报警功效:当煤气浓度过大、有可燃气体泄漏等情况出现时,报警器要进行声光报警。当检测烟雾值超出设定值时,能够使单片机驱动控制负载工作。2.2 系统技术要求在了解这个系统工作原理和功效以后,对应方案设计就能够进行了。系统采取51系列单片机成本全部比较低而且功效强大,能够满足生产成本和各类工程需求。对于完整一个系统而言,为提升产品本身竞争力,这个系统应含有体积较小、功耗低、数传性能稳定可靠和成本低廉等部分技术要求。具体指标和参数以下
16、:(1)体积小:探测器体积一定要尽可能小,这么才能占用较小空间,使用和更换才会方便。(2)功耗低:系统能够采取三节5号干电池供电或5v电源供电。(3)可靠性高:因为不确定电磁干扰可能存在在系统工作环境中,为了确保系统在工作长时间后仍能可靠工作和尽可能降低误报次数,所以选择多指示灯,指示不一样状态。2.3 系统组成及方案设计图2-1 系统基础方框图系统组成结构图2-1所表示:本设计关键由烟雾探测传感器电路、主控电路、液晶显示电路、声光报警电路、电机驱动电路、控制程序等组成。3 系统硬件设计硬件系统电路包含主机单元电路和功效实现系统模块电路。主机单元关键有STC89C52单片机和复位电路和时钟电路
17、组成。功效模块由烟雾探测电路,液晶显示模块,声光报警提醒电路,电机驱动电路,按键电路组成。该系统正常工作时,首先系统得电,单片机进行初始化。然后由装在室内MQ-2传感器取得室内煤气浓度原始信号,再进入数模芯片ADC0809转换器,把原始模拟信号转化为数字信号,从而得到被测对象数字量信号,传给单片机,再由单片机进行数据处理,最终把得到浓度检测值显示在LCD1602上。经过LCD1602液晶显示器实时显示目前煤气浓度值,共设有4个报警值,绿灯亮设定值、黄灯亮设定值、红灯亮设定值、煤气报警设定值。而它们大小全部能够经过按键设定,而且三个灯设定值依次增大。其中K1键是模式选择键,用以选择修改哪个设定值
18、,而K2、K3用于对应设定值数字增减。默认绿灯在215时亮起,通常显示烟雾值不会小于2,小于2时就得检测系统是否正常工作;黄灯为1530时亮起,当被检测室内有些人吸烟时会亮起;红灯为3060,当被检测室内吸烟较大,或是煤气轻度泄露等原因,红灯会亮起;当室内烟量大于60,此时可能时煤气泄露或是起火,蜂鸣器会报警,同时继电器会吸合,使排风扇工作,进行换气,预防灾难发生。图3-1 系统电路图3.1 主控电路本系统主控芯片采取是STC89C52,其引脚图3-2所表示:图3-2 STC89C52DIP封装图52单片机在一块芯片中集成了微型计算机所含有全部部件,从功效方面讲,关键包含以下9个部分:一个8位
19、微处理器CPU;8KB片内程序存放器Flash ROM,用于烧录运行程序,常数数据;256片内数据存放器RAM,在程序运行时能够随时写入和读出数据,用于存放函数相互传输参数,接收外部数据,运算中间结果,最终结果和显示数据等;128B特殊功效寄存器(SFR)控制单片机各个部件运行。3个16位定时器/计数器,每个定时器/计数器能够设置为计数方法,用于对外部事件信号进行计数,也能够设置为定时方法,满足多种定时要求。有一个管理6个中止源,2个优先级中止控制器;4个8位并行I/O端口,每个端口既能够用作输入,也能够用作输出。一个全双工UART串行I/O口,用于单片机之间通信,或单片机有其它设备之间串行通
20、信;片内震荡电路和时钟发生器,只需外面接上一晶振或输入震荡信号,就能够产生单片机所需要多种时钟信号。有一个可寻址64KB外部数据存放器,还能够寻址64KB外部程序存放器三总线控制电路。3.1.1 时钟电路STC89C52单片机通常产生两种方法时钟信号:一个是内部时钟方法,另外一个外部时钟方法。内部时钟方法图3-3所表示。在STC89C52单片机内部有一振荡电路,只要在单片机XTAL1(18)和XTAL2(19)引脚外接石英晶体(简称晶振),就组成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图中电容C1和C2作用是稳定频率和快速起振,电容值为30pF。晶振CYS振荡频率范围在1.212MHz间选
21、择,本设计该值选为12MHz。图3-3 STC89C52内部时钟电路3.1.2 复位电路当在STC89C52单片机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时,单片机内部就实施复位操作。系统复位是任何微机系统实施第一步,它使整个控制芯片回到默认硬件状态下,也就是单片机片内电路初始化,是单片机从一个确定初态开始运行。复位电路工作原理图3-4所表示,Vcc上电时,C3充电,在电阻R1出现电压,使得单片机复位;多个毫秒后,C3充满,电阻R1上电流降为0,电压也为0,使得单片机进入工作状态。工作期间,按下S0,C3放电;松开按键后,C3又充电,在电阻R1上出现电压,是单片机复位。多个毫秒后,单片机进入工作
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 煤气 浓度 检测 报警 系统 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。