【正文】 摘 要煤氣已成為人們生活中必不可少的能源了，煤氣泄漏時(shí)有發(fā)生，煤氣泄漏使人中毒，可能會(huì)發(fā)生爆炸，給人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了很多隱患，所以防止煤氣泄漏檢測(cè)裝置已成為人們迫切的需要，為此開(kāi)發(fā)煤氣泄漏報(bào)警檢測(cè)裝置是非常必要的。計(jì)算機(jī)以及單片機(jī)的普及和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們已經(jīng)對(duì)家庭住宅環(huán)境提出了更高的要求，智能化、信息化被引入家庭，便利，舒適而且更加安全。家庭智能化的定義，在國(guó)際上至今尚無(wú)一致的理念，在現(xiàn)代化的城鄉(xiāng)住宅小區(qū)中和采用微型計(jì)算機(jī)、自控裝置、通信等技術(shù)，建立一個(gè)物業(yè)管理中心與安全防護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)，最終的目的是使每一個(gè)祝賀得到滿足其要求的最佳方案。這些足以表明人們最注重的還是安全。而且國(guó)家建設(shè)部規(guī)定，目前住宅小區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求，其中就包括實(shí)行安全防范系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控管理；防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安紅外或微波與煤氣泄漏報(bào)警器等各種類(lèi)型報(bào)警裝置，基于此項(xiàng)規(guī)定，煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置實(shí)現(xiàn)智能化勢(shì)在必行。本系統(tǒng)主要針對(duì)傳統(tǒng)煤氣，液化氣的泄漏進(jìn)行檢測(cè)，報(bào)警。本系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，電路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、可靠性好。采用增強(qiáng)型51單片機(jī)，MQ2氣體傳感器，煤氣泄漏是會(huì)發(fā)出燈光和聲音的報(bào)警，因此本系統(tǒng)可作為智能家居的一個(gè)安全系統(tǒng)！關(guān)鍵詞：煤氣泄漏；單片機(jī)；氣體傳感器AbstractGas has bee an essential energy in people39。s lives, Gas leak incident occasionally, gas leak can make people explode, brought a lot of hidden dangers to personal safety and property security of people, so to prevent the gas leak detectionthe device has bee an urgent need, for the development of the gas leak alarm detection devices is necessary.The popularity of puter and microcontroller, and the rapid development of IT, people have been raised on the family residential environment a higher demand intelligence, information was introduced to the family, convenient, fortable and more secure.The definition of the family of intelligent, in the international munity so far there is no consistent philosophy in the modern urban and rural residential area and the use of microputer, automatic control devices, munication technologies such as the establishment of a property management center and the security monitoring system, the ultimate aim is each congratulate get the best solution to meet their requirements. These are sufficient to show that the security focus. The provisions of the Ministry of Construction, the residential area should achieve six intelligent, including the implementation of the automated monitoring and management of security system。 burglar alarm system should be infrared or microwave, gas leak alarms, and other types of alarm devices, based on this paragraph, gas leak detection alarm device intelligence is imperative.This system is mainly for conventional gas, liquefied petroleum gas leak detection, alarm. This system has the following characteristics: with MCU control circuit is simple, cheap, and good reliability. Enhanced 51 microcontroller, the MQ2 gas sensors, gas leak emits light and sound the alarm, this system can be used as a smart home security system!Keywords: gas leak。 microcontroller。 gas sensor目 錄1 引言 1 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的背景及意義 1 煤氣泄漏報(bào)警器的現(xiàn)狀 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 32 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的方案設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)思想 4 氣體傳感器的選型 4…………………………………………………………4………………………………………………………7 煤氣泄露報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 8………………………………………………8…………………………………………………8 裝置功能說(shuō)明 9 93 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的硬件部分設(shè)計(jì) 10 STC12C5A60S2系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 10 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 12 管腳說(shuō)明……………………………………………………………….12………………………………………………………..14 振蕩器特性…………………………………………………………….15 單片機(jī)領(lǐng)域前景及發(fā)展?fàn)顩r 15 STC12C5A60S2系列單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 16 電源電路……………………………………………………………….16 時(shí)鐘電路……………………………………………………………….17 復(fù)位電路……………………………………………………………….18 傳感器電路 19 MQ2傳感器介紹……………………………………………………...19 傳感器電路的連接…………………………………………………….21 顯示電路 21 串口下載模塊 22 關(guān)于 RS232…………………………………………………………...224 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的軟件部分設(shè)計(jì) 24 主程序設(shè)計(jì)流程與編程 24 主程序設(shè)計(jì)流程圖…………………………………………………….24 A/D轉(zhuǎn)換模塊的編程 26 A/D轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)………………………………………………...26 A/D轉(zhuǎn)換模塊程序…………………………………………………...26 5110液晶模塊的編程 27 液晶模塊編程模式…………………………………………………...27 液晶模塊程序………………………………………………………...27 報(bào)警主程序 315 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的調(diào)試 33 Keil簡(jiǎn)介 33 程序調(diào)試的步驟 34 程序調(diào)試過(guò)程中的問(wèn)題及解決……………………………………….35總結(jié)與展望 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄A 40附錄B 4960沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1 引言 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的背景及意義沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文近年來(lái)隨著人們生活水平的提高，管道煤氣和罐裝煤氣已經(jīng)深入到百姓家庭。但是由于使用不當(dāng)或者設(shè)備老化等原因?qū)е碌拿簹庑孤O大的威脅著人們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全CO是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)刺激性的氣體，幾乎不溶于水，當(dāng)與空氣混合達(dá)到12．5％～80％時(shí)具有爆炸性。此外，CO通過(guò)人體呼吸作用進(jìn)入血液循環(huán)，造成缺氧血癥，導(dǎo)致組織缺氧，抑制組織呼吸。它又是煤氣中對(duì)人體危害最大的有毒氣體。目前，管道煤氣和罐裝煤氣早已進(jìn)入尋常百姓家，但由于使用不當(dāng)或設(shè)備老化等導(dǎo)致的煤氣泄漏問(wèn)題也日趨突出，極大地威脅人們生命財(cái)產(chǎn)安全。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究工作及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，也經(jīng)常出現(xiàn)因有毒氣體泄漏而引發(fā)的事故，有時(shí)甚至危及生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，研制有效的，能夠用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和用于家庭環(huán)境的有害氣體檢測(cè)裝置具有很大的意義，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。 下面是一氧化碳與健康成年人中毒可能發(fā)生的癥狀50ppm 健康成年人在八小時(shí)內(nèi)能承受的最大濃度200ppm 23小時(shí)后輕微頭痛，乏力400ppm 12小時(shí)內(nèi)前額疼痛，3小時(shí)后威脅生命800ppm 45分鐘內(nèi)眼花、惡心、痙攣；2小時(shí)內(nèi)失去知覺(jué)；23小時(shí)內(nèi)死亡1600ppm 20分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心；一小時(shí)內(nèi)死亡3200ppm 510分鐘內(nèi)頭痛、眼花、惡心；2530分鐘死亡12800ppm 13分鐘死亡根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可見(jiàn)煤氣泄漏時(shí)刻危害著人們的生命，當(dāng)煤氣泄漏不僅可以使人中毒，而且還隨時(shí)可能發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，面對(duì)煤氣泄漏而造成的種種事故威脅，我們需要一個(gè)解決辦法。使用煤氣報(bào)警器是對(duì)付煤氣無(wú)形殺手的重要手段之一。煤氣專家指出，煤氣泄漏或廢氣排放而大量產(chǎn)生的一氧化碳是煤氣中毒事件的根源，如采用煤氣泄漏報(bào)警器就能得到及時(shí)的警示。有關(guān)部門(mén)經(jīng)長(zhǎng)期測(cè)試得出結(jié)論，煤氣報(bào)警器防止煤氣泄漏事故發(fā)生的有效率達(dá)95%以上。所以怎樣防止煤氣中毒與爆炸已成為人們的迫切需要。 煤氣泄漏報(bào)警器的現(xiàn)狀目前，一般的煤氣報(bào)警器功能單一，性能未定性差，而且大型的監(jiān)控系統(tǒng)價(jià)格不菲，需要專門(mén)人員管理，不適合居家使用。家用煤氣泄漏的檢測(cè)與報(bào)警是非常重要的煤氣安全設(shè)備，它是安全使用煤氣的最有一道防線。煤氣泄漏報(bào)警器通過(guò)氣體傳感器探測(cè)周?chē)h(huán)境中的低濃度可煤氣體，將探測(cè)新號(hào)用模擬量傳遞給控制電路，當(dāng)可煤氣體濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，裝置的報(bào)警燈會(huì)發(fā)出信號(hào)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警。煤氣體報(bào)警器的探測(cè)煤氣體的傳感器主要是有氧化物半導(dǎo)體、催化燃燒型、熱線型氣體傳感器，還有少量其他類(lèi)型。這些傳感器都是通過(guò)對(duì)周?chē)h(huán)境中的煤氣的吸附，在傳感器表面產(chǎn)生化學(xué)反映或者電化學(xué)反應(yīng)，造成傳感器的電物理特性的改變。煤氣泄漏報(bào)警器廣泛應(yīng)用在城市安防、小區(qū)、公司、工廠、學(xué)校、倉(cāng)庫(kù)、化工等眾多領(lǐng)域。按檢測(cè)氣體可分為：可煤氣體報(bào)警器，有毒氣體報(bào)警器和復(fù)合式氣體傳感器。氣體傳感器檢測(cè)的氣體有，一氧化碳，二氧化碳，甲烷，氫氣等可燃或者有毒氣體！煤氣泄漏報(bào)警器從功能上可分為僅有泄漏報(bào)警功能的報(bào)警器和可以指示所探測(cè)到氣體濃度并且具有報(bào)警功能的檢測(cè)報(bào)警器。從使用場(chǎng)所上可分為民用報(bào)警器和商用報(bào)警器。民用的通常是獨(dú)立的在住宅中使用的煤氣報(bào)警器，功能簡(jiǎn)單。商用的主要使用在煤氣運(yùn)輸、儲(chǔ)存場(chǎng)所、使用煤氣和可能有煤氣泄漏的工廠和公共場(chǎng)所。城市煤氣規(guī)范中規(guī)定地下室，半地下室，地上密閉空間的用氣房間，建筑的管道井，封閉計(jì)量表房等都要安裝煤氣報(bào)警器。建筑和煤氣的相關(guān)規(guī)范和法規(guī)也推薦使用民用煤氣泄漏報(bào)警裝置。工業(yè)用固定式氣體報(bào)警器是由報(bào)警控制器和探測(cè)器組成，控制器可防止于值班室。主要對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，探測(cè)器安裝于氣體最容易泄漏的地點(diǎn)，其核心部件為內(nèi)置氣體傳感器，傳感器檢測(cè)空氣中氣體的濃度。探測(cè)器將檢測(cè)到的氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)線纜傳輸?shù)娇刂破鳎瑵舛仍礁咝盘?hào)越強(qiáng)，當(dāng)氣體濃度達(dá)到或者超過(guò)報(bào)警點(diǎn)時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警新號(hào)，如果是閥門(mén)泄漏可啟動(dòng)電磁閥及排氣扇等設(shè)備自動(dòng)排除隱患。便攜式檢測(cè)儀為手持式，工作人員可隨身攜帶，方便檢測(cè)不同地點(diǎn)的氣體濃度。家庭用氣體檢測(cè)器價(jià)格便宜，使用方便，省空間。目前，隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平的提高，傳感器日益小型化，集成度不斷提高，使得氣體檢測(cè)儀器越來(lái)越小。能用一種儀器檢測(cè)多種不同氣體是氣體檢測(cè)儀的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)外在氣體傳感器，其中包含CO傳感器的研究和應(yīng)用方面達(dá)到了很高水平，形成了多系列多品種的產(chǎn)品。相比之下我國(guó)的研究和應(yīng)用比較滯后，特別在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上亟待加強(qiáng)。隨著中國(guó)在世界加工制造業(yè)領(lǐng)域地位的不斷提高，國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流的頻繁開(kāi)展，在傳感器制造方面的條件正在成熟，加上政府對(duì)CO安全立法的重視和人們對(duì)安全的需要，對(duì)CO傳感器需求的持續(xù)增長(zhǎng)，CO傳感器的市場(chǎng)正在不斷成熟，相信在幾年內(nèi)我國(guó)會(huì)出現(xiàn)自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CO傳感器產(chǎn)品。 設(shè)計(jì)任務(wù)本文設(shè)計(jì)了一種靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾性好、使用方便、價(jià)格便宜的煤氣檢測(cè)系統(tǒng)，采用氣敏傳感器，氣敏傳感器是能夠感知環(huán)境中某種氣體及其濃度的一種敏感器件，它將氣體成分、濃度等有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而可以進(jìn)行檢測(cè)。目前，人們對(duì)氣敏傳感器的測(cè)試方法主要停留在用人工手動(dòng)的方式來(lái)操作，開(kāi)發(fā)出一種實(shí)用高效的智能化傳感器測(cè)試裝置是極為必要的。而聲光信號(hào)是信息的又一主要載體，如果在這些測(cè)量場(chǎng)合能用聲光信號(hào)直接報(bào)出結(jié)果，將給操作人員帶來(lái)極大方便，本文就介紹一種新型的氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)，從組成、硬件設(shè)計(jì)以及程序流程及代碼等幾方面對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。2 煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置的方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想煤氣泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置是能夠檢測(cè)環(huán)境中的可燃性氣體濃度，并具有報(bào)警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：氣體信號(hào)采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路。氣體信號(hào)采集電路一般由氣敏傳感器和模擬放大電路組成