基于单片机的煤气泄漏报警系统设计毕业设计论文.docx

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基于单片机的煤气泄漏报警系统设计毕业设计论文

基于单片机的煤气泄漏报警系统设计

摘要

煤气已成为人们生活中必不可少的能源了，煤气泄漏时有发生，煤气泄漏使人中毒，可能会发生爆炸，给人们的人身安全和财产安全带来了很多隐患，所以防止煤气泄漏检测装置已成为人们迫切的需要，为此开发煤气泄漏报警检测装置是非常必要的。

计算机以及单片机的普及和信息技术的迅猛发展，人们已经对家庭住宅环境提出了更高的要求，智能化、信息化被引入家庭，便利，舒适而且更加安全。

家庭智能化的定义，在国际上至今尚无一致的理念，在现代化的城乡住宅小区中和采用微型计算机、自控装置、通信等技术，建立一个物业管理中心与安全防护监控系统，最终的目的是使每一个祝贺得到满足其要求的最佳方案。

这些足以表明人们最注重的还是安全。

而且国家建设部规定，目前住宅小区应实现六项智能化要求，其中就包括实行安全防范系统自动化监控管理；防盗报警系统应安红外或微波与煤气泄漏报警器等各种类型报警装置，基于此项规定，煤气泄漏检测报警装置实现智能化势在必行。

本系统主要针对传统煤气，液化气的泄漏进行检测，报警。

本系统有如下特点：

用单片机实现控制，电路简单、价格便宜、可靠性好。

采用增强型51单片机，MQ-2气体传感器，煤气泄漏是会发出灯光和声音的报警，因此本系统可作为智能家居的一个安全系统！

关键词：

煤气泄漏；单片机；气体传感器

Abstract

Gashasbecomeanessentialenergyinpeople'slives,Gasleakincidentoccasionally,gasleakcanmakepeopleexplode,broughtalotofhiddendangerstopersonalsafetyandpropertysecurityofpeople,sotopreventthegasleakdetectionthedevicehasbecomeanurgentneed,forthedevelopmentofthegasleakalarmdetectiondevicesisnecessary.

Thepopularityofcomputerandmicrocontroller,andtherapiddevelopmentofIT,peoplehavebeenraisedonthefamilyresidentialenvironmentahigherdemandintelligence,informationwasintroducedtothefamily,convenient,comfortableandmoresecure.

Thedefinitionofthefamilyofintelligent,intheinternationalcommunitysofarthereisnoconsistentphilosophyinthemodernurbanandruralresidentialareaandtheuseofmicro-computer,automaticcontroldevices,communicationtechnologiessuchastheestablishmentofapropertymanagementcenterandthesecuritymonitoringsystem,theultimateaimiseachcongratulategetthebestsolutiontomeettheirrequirements.Thesearesufficienttoshowthatthesecurityfocus.TheprovisionsoftheMinistryofConstruction,theresidentialareashouldachievesixintelligent,includingtheimplementationoftheautomatedmonitoringandmanagementofsecuritysystem;burglaralarmsystemshouldbeinfraredormicrowave,gasleakalarms,andothertypesofalarmdevices,basedonthisparagraph,gasleakdetectionalarmdeviceintelligenceisimperative.

Thissystemismainlyforconventionalgas,liquefiedpetroleumgasleakdetection,alarm.Thissystemhasthefollowingcharacteristics:

withMCUcontrolcircuitissimple,cheap,andgoodreliability.Enhanced51microcontroller,theMQ-2gassensors,gasleakemitslightandsoundthealarm,thissystemcanbeusedasasmarthomesecuritysystem!

Keywords:

gasleak;microcontroller;gassensor

1引言

1.1煤气泄漏检测报警装置的背景及意义

近年来随着人们生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已经深入到百姓家庭。

但是由于使用不当或者设备老化等原因导致的煤气泄漏极大的威胁着人们的生命以及财产安全

CO是一种无色、无嗅、无味、无刺激性的气体，几乎不溶于水，当与空气混合达到12．5％～80％时具有爆炸性。

此外，CO通过人体呼吸作用进入血液循环，造成缺氧血症，导致组织缺氧，抑制组织呼吸。

它又是煤气中对人体危害最大的有毒气体。

目前，管道煤气和罐装煤气早已进入寻常百姓家，但由于使用不当或设备老化等导致的煤气泄漏问题也日趋突出，极大地威胁人们生命财产安全。

在实验室进行研究工作及工业现场施工时，也经常出现因有毒气体泄漏而引发的事故，有时甚至危及生命和财产安全。

因此，研制有效的，能够用于工业现场和用于家庭环境的有害气体检测装置具有很大的意义，市场应用前景广阔。

下面是一氧化碳与健康成年人中毒可能发生的症状

50ppm健康成年人在八小时内能承受的最大浓度

200ppm2-3小时后轻微头痛，乏力

400ppm1-2小时内前额疼痛，3小时后威胁生命

800ppm45分钟内眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；2-3小时内死亡

1600ppm20分钟内头痛、眼花、恶心；一小时内死亡

3200ppm5-10分钟内头痛、眼花、恶心；25-30分钟死亡

12800ppm1-3分钟死亡

根据以上数据，可见煤气泄漏时刻危害着人们的生命，当煤气泄漏不仅可以使人中毒，而且还随时可能发生爆炸的危险，面对煤气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决办法。

使用煤气报警器是对付煤气无形杀手的重要手段之一。

煤气专家指出，煤气泄漏或废气排放而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。

有关部门经长期测试得出结论，煤气报警器防止煤气泄漏事故发生的有效率达95%以上。

所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。

1.2煤气泄漏报警器的现状

目前，一般的煤气报警器功能单一，性能未定性差，而且大型的监控系统价格不菲，需要专门人员管理，不适合居家使用。

家用煤气泄漏的检测与报警是非常重要的煤气安全设备，它是安全使用煤气的最有一道防线。

煤气泄漏报警器通过气体传感器探测周围环境中的低浓度可煤气体，将探测新号用模拟量传递给控制电路，当可煤气体浓度超过设定值时，装置的报警灯会发出信号，报警器会发出声音报警。

煤气体报警器的探测煤气体的传感器主要是有氧化物半导体、催化燃烧型、热线型气体传感器，还有少量其他类型。

这些传感器都是通过对周围环境中的煤气的吸附，在传感器表面产生化学反映或者电化学反应，造成传感器的电物理特性的改变。

煤气泄漏报警器广泛应用在城市安防、小区、公司、工厂、学校、仓库、化工等众多领域。

按检测气体可分为：

可煤气体报警器，有毒气体报警器和复合式气体传感器。

气体传感器检测的气体有，一氧化碳，二氧化碳，甲烷，氢气等可燃或者有毒气体！

煤气泄漏报警器从功能上可分为仅有泄漏报警功能的报警器和可以指示所探测到气体浓度并且具有报警功能的检测报警器。

从使用场所上可分为民用报警器和商用报警器。

民用的通常是独立的在住宅中使用的煤气报警器，功能简单。

商用的主要使用在煤气运输、储存场所、使用煤气和可能有煤气泄漏的工厂和公共场所。

城市煤气规范中规定地下室，半地下室，地上密闭空间的用气房间，建筑的管道井，封闭计量表房等都要安装煤气报警器。

建筑和煤气的相关规范和法规也推荐使用民用煤气泄漏报警装置。

工业用固定式气体报警器是由报警控制器和探测器组成，控制器可防止于值班室。

主要对各监测点进行监控，探测器安装于气体最容易泄漏的地点，其核心部件为内置气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。

探测器将检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，浓度越高信号越强，当气体浓度达到或者超过报警点时，报警器发出报警新号，如果是阀门泄漏可启动电磁阀及排气扇等设备自动排除隐患。

便携式检测仪为手持式，工作人员可随身携带，方便检测不同地点的气体浓度。

家庭用气体检测器价格便宜，使用方便，省空间。

目前，随着传感器生产工艺水平的提高，传感器日益小型化，集成度不断提高，使得气体检测仪器越来越小。

能用一种仪器检测多种不同气体是气体检测仪的发展趋势。

国外在气体传感器，其中包含CO传感器的研究和应用方面达到了很高水平，形成了多系列多品种的产品。

相比之下我国的研究和应用比较滞后，特别在产品开发上亟待加强。

随着中国在世界加工制造业领域地位的不断提高，国内外技术交流的频繁开展，在传感器制造方面的条件正在成熟，加上政府对CO安全立法的重视和人们对安全的需要，对CO传感器需求的持续增长，CO传感器的市场正在不断成熟，相信在几年内我国会出现自己知识产权的CO传感器产品。

1.3设计任务

本文设计了一种灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜的煤气检测系统，采用气敏传感器，气敏传感器是能够感知环境中某种气体及其浓度的一种敏感器件，它将气体成分、浓度等有关的信息转换成电信号，从而可以进行检测。

目前，人们对气敏传感器的测试方法主要停留在用人工手动的方式来操作，开发出一种实用高效的智能化传感器测试装置是极为必要的。

而声光信号是信息的又一主要载体，如果在这些测量场合能用声光信号直接报出结果，将给操作人员带来极大方便，本文就介绍一种新型的气敏传感器测试系统，从组成、硬件设计以及程序流程及代码等几方面对其进行了详细的介绍。

。

2煤气泄漏检测报警装置的方案设计

2.1设计思想

煤气泄漏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，仪器的最基本组成部分应包括：

气体信号采集电路、模数转换电路、单片机控制电路。

气体信号采集电路一般由气敏传感器和模拟放大电路组成，将气体信号转化为模拟的电信号。

模数转换电路将从煤气检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。

单片机对该数字信号进行处理，并对