【正文】 xplode, 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。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。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。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。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。這些足以表明人們最注重的還是安全。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。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。 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。 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。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。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。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。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。有關(guān)部門經(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。 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，需要專門人員管理，不適合居家使用。煤氣泄漏報(bào)警器通過(guò)氣體傳感器探測(cè)周圍環(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。這些傳感器都是通過(guò)對(duì)周圍環(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。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。從使用場(chǎng)所上可分為民用報(bào)警器和商用報(bào)警器。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。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。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。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。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。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。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。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。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。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煤氣檢測(cè)電路送出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。為使報(bào)警裝置更加完善，可以在聲音報(bào)警基礎(chǔ)上，加入燈光報(bào)警，變化的光信號(hào)可以引起用戶注意，彌補(bǔ)嘈雜環(huán)境中聲音報(bào)警的局限。氣敏傳感器及單片機(jī)是煤氣泄漏報(bào)警器的兩大核心，根據(jù)報(bào)警器功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟(jì)的氣敏傳感器及單片機(jī)芯片是至關(guān)重要的。氣體傳感器作為煤氣泄漏報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。氣體傳感器種類繁多，從檢測(cè)原理上可以分為三大類：(1)利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體氣體傳感器、接觸燃燒氣體傳感器等。(3)利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如電流型氣體傳感器、電勢(shì)型氣體傳感器等。但是，任何一個(gè)完整的氣體傳感器都必須具備以下條件： (1)能選擇性地檢測(cè)某種單一氣體，而對(duì)共存的其它氣體不響應(yīng)或低響應(yīng)； (2)對(duì)被測(cè)氣體具有較高的靈敏度，能有效地檢測(cè)允許范圍內(nèi)的氣體濃度； (3)對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快，重復(fù)性好； (4)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好； (5)使用壽命長(zhǎng)； (6)制造成本低，使用與維護(hù)方便。自1962年半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器問(wèn)世以來(lái)，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號(hào)強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。按照敏感機(jī)理分類，可分為電阻型和非電阻型。由于這種傳感器電導(dǎo)率高，靈敏度和選擇性好，因而得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，其產(chǎn)量?jī)H次于半導(dǎo)體氣體傳感器的一類傳感器。（3）接觸燃燒式氣體傳感器當(dāng)易燃?xì)怏w接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒，故得名接觸燃燒式傳感器。C~400176。（4）高分子氣體傳感器利用高分子氣敏材料制作的氣體傳感器近年來(lái)得到很大的發(fā)展。高分子氣敏材料由于具有易操作性、工藝簡(jiǎn)單、常溫選擇性好、價(jià)格低廉、易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件相結(jié)合，在毒性氣體和食品鮮度等方面的檢測(cè)中具有重要作用。（5）電化學(xué)傳感器電化學(xué)傳感器由膜電極和電解液封裝而成。它的優(yōu)點(diǎn)是：反映速度快、準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、能夠定量檢測(cè)，但壽命較短(大約兩年)。目前國(guó)際上絕大部分毒氣檢測(cè)采用該類型傳感器。它的測(cè)量原理是：將加熱后的鉑電阻線圈置于目標(biāo)煙霧中，由于向目標(biāo)氣體傳送熱量造成溫度降低，引起電阻值變化，傳感器即測(cè)量電阻值的變化情況。（7）紅外傳感器紅外傳感器通常用兩束紅外光進(jìn)行氣體測(cè)量，主光束通過(guò)測(cè)量元件內(nèi)的目標(biāo)氣體，參考光束通過(guò)比較元件內(nèi)的參考?xì)怏w。未吸收的紅外光由光電探測(cè)器測(cè)量，產(chǎn)生一個(gè)正比于目標(biāo)氣體濃度的差分信號(hào)。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的IR，所以傳感器根據(jù)目標(biāo)氣體而調(diào)整，典型應(yīng)用包括測(cè)量CO和CO冷凍劑煙霧和一些易然氣。由于氣體的種類繁多，一種類型的氣體傳感器不可能檢測(cè)所有的氣體，通常只能檢測(cè)某一種或兩種特定性質(zhì)的氣體。固體電解質(zhì)氣體傳感器主要用于檢測(cè)無(wú)機(jī)氣體，如OCOHClSO2等。使用接觸燃燒式氣敏傳感器，其探頭的阻緩及中毒,是不可避免的問(wèn)題。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度的恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致該傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。當(dāng)懷疑檢測(cè)環(huán)境中存在這些物質(zhì)時(shí)，經(jīng)常對(duì)探頭進(jìn)行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。一般