基于單片機(jī)的室內(nèi)天然氣濃度檢測(cè)系統(tǒng)-資料下載頁(yè)
2024-12-07 00:38本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的提高和生活環(huán)境的改善越來(lái)越重視。天然氣作為一種清潔型能源進(jìn)入家庭得到廣泛使用為人們的生活帶來(lái)了方便，但同時(shí)也帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn)，天然氣在使用過(guò)程中，若管道和閥門(mén)密封不好，一旦泄漏出去極易爆炸，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。鑒于這些原因，對(duì)于天然氣的檢測(cè)與控制就變得異常重要了，研究天然氣濃度的檢測(cè)報(bào)警與控制也隨之成為一個(gè)重要課題。本設(shè)計(jì)以半導(dǎo)體氣敏傳感器和單片機(jī)技術(shù)為核心設(shè)計(jì)的天然氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的氣體報(bào)警系統(tǒng)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。該系統(tǒng)分別控制報(bào)警燈、蜂鳴器及開(kāi)啟排風(fēng)扇和切斷電磁閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣泄漏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制，程序?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)。
【正文】 tronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。其仿真具體步驟如下：(1)畫(huà)出仿真電路圖如圖47所示，在proteus中畫(huà)出了電路圖，在正常情況下綠燈亮，此時(shí)天然氣濃度未超過(guò)安全閾，然后通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值變化來(lái)模擬反映出MQ4傳感器接收到的外界天然氣濃度的變化情況。當(dāng)天然氣濃度超出安全閾時(shí)紅色LED亮且蜂鳴器報(bào)警并且黃色LED亮（代表啟動(dòng)排風(fēng)扇和電磁閥），仿真結(jié)果如圖4449所示。圖47 仿真電路原理圖圖48 天然氣濃度正常時(shí)仿真圖圖49 天然氣濃度泄漏時(shí)仿真圖.. 5 軟件與硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試 硬件總體連接前面的第三、四章分別介紹了基于單片機(jī)的室內(nèi)天然氣濃度檢測(cè)的硬件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，本章將進(jìn)行軟件與硬件的聯(lián)機(jī)調(diào)試。按照第三章硬件設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)焊接電路并使用相關(guān)軟件將程序燒錄進(jìn)單片機(jī)中。得到室內(nèi)天然氣濃度檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)實(shí)物焊接圖如下圖51所示。圖51硬件總體連接圖 操作步驟 第一步：首先如圖51所示連接好各模塊，接通電源先預(yù)熱3分鐘以保障傳感器能正常工作。預(yù)熱以后氣體傳感器會(huì)根據(jù)檢測(cè)到的室內(nèi)天然氣濃度情況傳遞反映到電路并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將室內(nèi)的實(shí)時(shí)情況快速傳遞給單片機(jī)，并有單片機(jī)的顯示電路及時(shí)顯示室內(nèi)天然氣濃度方便人們直觀的了解所處的室內(nèi)環(huán)境天然氣濃度，如圖52所示。圖52實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)天然氣濃度第二步：為了方便居民使用增加系統(tǒng)的應(yīng)用性，本設(shè)計(jì)可以根據(jù)相關(guān)安全規(guī)定和居民所處實(shí)際情況人為的調(diào)整或設(shè)置天然氣檢測(cè)報(bào)警閾值。按S1鍵開(kāi)始設(shè)置，S2鍵增S3鍵減1如圖53所示。圖53設(shè)置安全閾第三步：當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到室內(nèi)的天然氣濃度超出我們事先所設(shè)置的安全閾的閾值時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即聲光報(bào)警報(bào)警電路，同時(shí)為了居民的生命財(cái)產(chǎn)安全系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)扇和關(guān)閉電磁閥（在實(shí)物中用紅色LED代替）如圖54所示。圖54聲光報(bào)警、啟動(dòng)排風(fēng)扇關(guān)閉電磁閥.. 6 結(jié)論由于能源的日益緊張，同時(shí)人們對(duì)于環(huán)保要求越來(lái)越高，由這使得清潔能源天然氣成為人們的首選燃料，與此同時(shí)人們?cè)谑褂锰烊粴鈺r(shí)的安全問(wèn)題也為大家所關(guān)注。天然氣檢測(cè)報(bào)警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及燃?xì)庵卸镜陌l(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。 本設(shè)計(jì)在對(duì)氣體傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。并對(duì)儀器的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用MQ4型半導(dǎo)體電阻式氣體傳感器。該傳感器是對(duì)以烷類氣體為主的多種氣體有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。它的靈敏度適中，具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、不易受環(huán)境影響及抗溫濕度影響等優(yōu)點(diǎn)。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，采用了AT89C51單片機(jī)作為核心芯片，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。使儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于氣體傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間就越快。為提高響應(yīng)時(shí)間，保證傳感器準(zhǔn)確地、穩(wěn)定地工作，需要向氣體傳感器持續(xù)供給5V的加熱電壓。 在本設(shè)計(jì)研制的報(bào)警器的基礎(chǔ)上，可以再做適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，使天然氣濃度檢測(cè)報(bào)警器的功能更加完善，安全性更高，使用更加方便等。 . 參考文獻(xiàn)[1]（第二版）[M]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2008. [2]（三）[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008.[3][M]. 北京:電子工業(yè)出版社, 2009.[4]（應(yīng)用與設(shè)計(jì)）[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2010.[5][M]. 北京:人民郵電出版社, 2008.[6][M]. 上海:復(fù)旦大學(xué)出版社, 2009.[7][M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008.[8][M]. 北京:電子工業(yè)出版社, 2008.[9][M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2009.[10][M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社, 2011.[11][M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2009.[12][M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2011.[13][M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008.[14][M]. 電子工業(yè)出版社，2009.[15]、天然氣泄漏報(bào)警器的設(shè)計(jì)[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2009.[16][M]．北京：人民郵電出版社，2010.[17][M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社,2008．[19][M]．北京：電子工業(yè)出版社,2012.[20][M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.[21][M].北京航天航空大學(xué)出版社，2011.[22][J]．中華臨床與衛(wèi)生,2012.. . 致謝通過(guò)這一階段的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)《基于單片機(jī)室內(nèi)天然氣濃度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)里四年，我各方面都有所成長(zhǎng)，這與學(xué)校的培養(yǎng)和各位老師、同學(xué)的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的。在本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的導(dǎo)師***老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從初稿到終稿，層層把關(guān)、悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵(lì)為我提供了極大的幫助，在此我表示衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。寫(xiě)作畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)論文的完成，并不意味著結(jié)束而是新的開(kāi)始。在人生新的戰(zhàn)場(chǎng)我將牢記“***********************”的校訓(xùn)，本本分分做人，踏踏實(shí)實(shí)做事。我將銘記我曾是一****學(xué)院學(xué)子，在今后的工作中把****學(xué)院的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。.附錄仿真程序include include include define delayNOP()。{_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。} 。 unsigned char getdata。 float temp。 unsigned char i。 sbit yellow=P2^1。 sbit red=P2^0。 sbit green=P2^2。 sbit beep=P2^3。 sbit ST=P2^5。 sbit OE=P2^7。 sbit EOC=P2^6。 sbit CLK=P2^4。 void main() { yellow=1。 green=1。 red=1。 beep=1。 ST=0。 OE=0。 ET0=1。 ET1=1。 EA=1。 TMOD=0X12。 TH0=214。 TL0=214。 TR0=1。 ST=1 delayNOP()。 ST=0。 while(1) { if(EOC==1) { OE=1。 getdata=P1。 OE=0。 temp=(float)getdata*()。 ST=1。 delayNOP()。 ST=0。 if(temp3) { yellow=0。 green=1。 red=1。 beep=1。 } else 。 if (temp2amp。amp。temp=3) { red=0。 yellow=1。 green=1。 beep=0。 } else 。 if(temp0amp。amp。temp=2) { green=0。 red=1。 yellow=1。 beep=1。 } else 。 } } } void t0(void) interrupt 1 using 0 { CLK=~CLK。 }
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