基于单片机的气体检测系统设计
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基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计煤气泄漏是一种危险的情况,可能导致火灾、爆炸或中毒等严重后果。
为了确保人们的生命财产安全,设计一个基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统是非常必要的。
本设计基于传感器,将使用MQ-2传感器,该传感器具有灵敏度高、响应迅速等特点。
当煤气泄漏时,MQ-2传感器将感知到气体,并将此信息发送给单片机。
单片机将根据接收到的气体浓度数据做出相应的处理。
该系统的设计思路如下:1.硬件设计:系统的核心部分是单片机,我们选择使用8051系列的单片机。
除此之外,还需要一个MQ-2传感器、蜂鸣器、LCD显示屏以及一些电阻和电容等器件。
这些器件将通过连接线连接起来,形成一个完整的系统。
2.焊接:根据电路图,将电路中的各个元件依次焊接在PCB板上,并确保连接正确,没有错误。
3. 软件设计:使用Keil C编程软件对单片机进行编程。
首先,需要初始化单片机的IO端口和相关寄存器,以便与其他硬件设备进行通信。
然后,设置一个循环,在循环中,通过读取传感器的数据,判断是否有煤气泄漏。
如果检测到煤气泄漏,单片机将通过蜂鸣器发出警报,并将警报信息显示在LCD屏幕上。
该设计中,单片机起到了核心的控制和处理作用。
当煤气泄漏发生时,传感器将传递信息给单片机,单片机通过判断气体浓度是否超过设定的阈值来发出警报。
同时,蜂鸣器发出持续的警报声音,提醒人们注意煤气泄漏的危险。
LCD显示屏可以显示警报信息,方便人们了解具体的情况。
总之,基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统利用了传感器的灵敏度和单片机的控制能力,有效地检测和报警煤气泄漏,保护人们的生命财产安全。
高等教育自学考试本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计考生姓名:准考证号:专业层次:院(系):指导教师:职称:重庆科技学院二O一三年九月十五日摘要本论文研究设计了一种用于公共场所及室内具有检测及超限报警功能的室内空气质量检测系统。
其设计方案基于89C51单片机,选择瑞士蒙巴波公司的CH20/S-10甲醛传感器和MQ-5气体传感器。
系统将传感器输出的4~20mA的标准信号通过以AD0832为核心的A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理,最后由LCD显示甲醛浓度值。
文中详细介绍了数据采集子系统、数据处理过程以及数据显示子系统和报警电路的设计方法和过程。
系统对于采样地点超出规定的甲醛容许浓度和天然气规定浓度时采用三极管驱动的单音频报警电路提醒监测人员。
同时,操作人员对于具体报警点的上限值可以通过单片机编程进行设置。
另外,该系统对浓度信号进行了信号补偿等处理,减少了测量误差,因此,具有较高的测量精度,而且结构简单,性能优良。
本系统的量程为0-10ppm,精度为0.039ppm 。
关键词: 甲醛检测,天然气检测,AT89C52单片机ABSTRACTThis thesis design of a paper for public places and indoor testing and over-limit alarm functions with indoor air quality testing system. Its design is based on 89C51 single chip, with the choice of MQ-5 gas sensors and CH20/S-10 formaldehyde sensor from Switzerland mengbabo company. Sensor system will output 4 ~ 20mA standard signal through the core ADC0832 for A / D conversion circuit after conditioning, by the single-chip microcomputer for data processing, at last display the formaldehyde concentration on the LCD . The article detailed the data acquisition subsystem, data processing and data display and alarm system circuit design method and process. When the sampling sites when the formaldehyde and Natural gas concentration exceeded,To the single-transistor drive circuit audio alarm will sound the alarm,Testing staff to remind. At the same time,The concentration of formaldehyde, Can be set through the single-chip programming.In addition, the system signals a concentration compensation signal processing, a reduction of measurement error, therefore, have a high measurement accuracy, and simple structure, excellent performance. The range of the system for 0-10ppm, accuracy 0.039ppm.Keywords: Formaldehyde detection,Natural gas detection, AT89C52 single-chip目录摘要................................................................................................................................................................ I I ABSTRACT.. (III)1 绪论 (1)1.1 设计的意义 (1)1.2设计的内容 (1)1.3发展背景 (1)2总体方案设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2总体电路概念图设计 (3)3 硬件设计 (4)3.1主控芯片AT89C52的设计 (4)3.2 传感器设计 (5)3.3 模数转换设计 (7)3.4 按键设计 (9)3.5 外围扩充存储器设计 (10)3.6 时钟芯片设计 (10)3.7 LCD显示器设计 (11)4 软件设计 (13)4.1 主程序模块设计 (13)4.2模数转换设计 (13)4.3按键模块设计 (13)4.4时钟模块设计 (14)4.5LCD显示模块设计 (15)5系统仿真 (16)5.1编译软件介绍 (16)5.2主程序 (16)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1 设计的意义甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。
大连大学本科毕业论文设计开题报告题目:基于单片机的室内空气质量检测系统设计学院:信息工程学院专业:自动化年级:10级学号:10423078姓名:方瑶指导老师:苏晓鹭一选题的理论和实际意义高层写字楼等大型场所几乎完全与外界隔离,空气中微量气体多达168种,绝大多数属污染物,人们长期处于这种密闭环境中,极容易因缺氧而头晕、胸闷、恶心等。
其中影氧气浓度直接影响人们的生存质量。
甚至到了晚上很多写字楼仍然有些人在加班加点的奋斗,繁重的工作已经使他们没有喘息的机会,再加上在他们自以为还不错的环境里工作,对他们的身体可谓双重打击。
常常听到这样的例子,某某某在某某大型公司上班,钱是赚了不少,可是身体却垮了。
身体乃革命的本钱,不管我们为了生活如何奔波,都必须要保证有一个健康的体魄。
所以,对我们来说,设计空气质量检测与调控系统,是十分迫切的也是十分有必要的。
室内空气品质(IAQ)在健康方面的影响:美国环保署(EPA)调查表明:在美国,IAQ问题是有关全民健康的首要问题之一,受其影响的美国人口多达3000万,造成的经济损失超过了400亿美元/年,这些数字令人触目惊心[1];加拿大卫生组织调查表明:68%的疾病与室内环境污染有关,其中80%~90%的癌症与居住环境和生活习惯有关;英国科学家汉密尔顿测验了220名英国人血液中60种化学元素的平均含量,发现其与地壳中这些元素的含量分布相当;湖南省相关部门对空气污染区及清洁区9-10岁儿童为调查对象,研究空气污染对儿童免疫力的影响,结果显示:污染区儿童的免疫能力仅为清洁区儿童免疫能力的1/3;据统计,我国每年有11万人因IAQ不好而导致死亡; 从我国“室内环境监测中心”对IAQ监测力度越来越大的趋势也可以看出,此问题在我国也是越来越严重。
我们要通过课题的研究摆脱这种困境,我们的研究可以使你处在一个完全无污染纯健康的环境,这就是我们的目的。
在已经学习了控制原理、检测及单片机等相关课程,为该项目的研究提供了理论基础。
基于单片机的烟雾检测报警系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于单片机的烟雾检测报警系统的设计与实现。
我们将详细介绍该系统的整体架构、关键组成部分、设计原理以及在实际应用中的优势。
通过这一设计,我们希望能够构建一个高效、可靠且成本效益高的烟雾检测报警系统,以满足日益增长的火灾预防和安全监控需求。
我们将概述单片机的选择及其在系统中的作用,包括控制核心、数据处理和通信等功能。
接着,我们将详细讨论烟雾传感器的选型、工作原理及其与单片机的连接方式。
报警模块的设计和实现也将是本文的重点之一,包括声音报警和光报警的设计原理和实现方法。
本文还将涉及系统的电源设计、软件编程以及整体系统的集成和调试。
我们将通过实际案例和实验结果来验证系统的性能,包括烟雾检测的准确性、报警的及时性以及系统的稳定性等方面。
我们将总结基于单片机的烟雾检测报警系统的特点和应用前景,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
二、系统总体设计本烟雾检测报警系统以单片机为核心,通过集成烟雾传感器、报报警功能。
系统设计注重稳定性、准确性和实时性,以满足各种应用场景的需求。
在硬件设计方面,单片机作为中央处理器,负责接收烟雾传感器采集的数据,并进行处理和分析。
烟雾传感器采用高灵敏度的光电式烟雾探测器,能够快速响应烟雾浓度的变化,并将模拟信号转换为单片机可处理的数字信号。
系统还配备了报警模块和显示模块,当烟雾浓度超过设定阈值时,报警模块会发出声光报警,同时显示模块会显示烟雾浓度值,以便用户及时了解环境状况。
在软件设计方面,采用模块化编程思想,将系统划分为数据采集、数据处理、报警控制和显示控制等模块。
数据采集模块负责从烟雾传感器读取数据,并进行预处理;数据处理模块根据预设算法对采集到的数据进行分析和判断,确定是否触发报警;报警控制模块在接收到报警指令后,控制报警模块发出声光报警;显示控制模块则负责将烟雾浓度值显示在显示屏上。
在系统设计过程中,还充分考虑了低功耗、抗干扰等因素。
0引言目前在工业生产中排放的有害工业气体对环境的污染越来越严重,在工业生产中的有害气体泄漏也已成为威胁操作人员生命安全的重大安全隐患[1]。
因此设计一种能够有效检测当地环境污染的实时数据,还可以有效地遏制有害气体泄漏事故的发生。
1系统组成及工作原理空气质量检测系统由单片机、多种气体传感器模块、数据处理模块、键盘输入模块、显示模块、数据存储模块和报警模块等七部分构成。
目标气体与传感器接触后便会产生特定的模拟信号,该信号经过A/D转换后,由微处理器进行采集、计算、数据处理后对气体种类进行识别并产生浓度结果数据。
当气体浓度超过仪器设定的报警限时,仪器产生声光报警,并存储报警气体种类、气体浓度和时间参数等。
在无报警信号产生时,显示单元能显示各气体成份的浓度。
2硬件电路设计硬件电路原理如图一所示。
(1)传感器单元传感器单元由日本FI G A R O公司生产的TG S系列传感器与瑞士M EM B R A PO R公司的SO2/M A20组成,这两类传感器都是二氧化锡半导体气体传感器[2]。
TG S与SO2/M20系列传感器具有价格低、寿命长、对不同目标气体表现出良好的灵敏度与易于搭建测量电路等优点。
TG S传感器对特定的几种气体表现不同的传感特性,通过测量传感器的电阻值的变化即可得到特定气体的浓度含量。
其中TG S4161用于测量C O2的浓度,TG S2201用于测量N O2的浓度,TG S825用于测量H2S的浓度,SO2/M20用于测量SO2的浓度,TG S2611-E20用于测量C H4的浓度,TG S821用于测量H2的浓度。
(2)用户输入单元系统的用户输入单元有7个按键组成,分别为“系统设置键”、“确定键”、“气体种类设置键”、“气体浓度上限加10基于单片机的空气质量检测系统设计Design of Air Quality Detecting System Based on MCU钟世红1叶顺华1王历先1罗小燕2Zhong Shihong Ye Shunhua Wang Lixian Luo Xiaoyan(1.赣州市第三中学,江西赣州341000;2.江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000)(1.NO.3Middle School of Ganzhou,Jiangxi Ganzhou341000;2.School of Mechanical and Electrical Engineering,Jiangxi Universityof Science and Technology,Jiangxi Ganzhou341000)摘要:为了及时了解城市空气质量状况,以半导体传感器作为检测元件,按照检测要求确定了硬件结构和软件流程,开发了一种基于单片机的空气质量检测系统,实现对氧化性气体、有机气体及易燃易爆气体的实时检测。
基于单片机的有毒气体检测系统的设计有毒气体检测是现代工业安全领域的重要技术之一。
如果在工业生产过程中气体泄漏,可能会导致火灾、爆炸和职业病等问题,因此有毒气体检测系统的设计是非常重要的。
本文将介绍基于单片机的有毒气体检测系统的设计。
一、系统的工作原理本系统基于单片机的检测方法,通过传感器测量有毒气体的浓度,并将其转换成电信号。
然后通过A/D转换器将该电信号转换成数字信号,并在单片机上进行处理。
当检测到有毒气体浓度超过安全值时,系统会发出警报信号,并采取相应的安全措施。
二、系统的设计要点1、传感器选择选择适合的传感器是非常重要的。
可选氧化亚氮、氧化铁、钨氧化物和氯化汞等传感器。
在实际应用中,应根据实际情况选择相应的传感器。
2、电路设计电路设计应包括传感器信号放大电路、A/D转换器电路、单片机控制电路、报警电路等子电路。
各子电路的设计应考虑到性能稳定、精度高、灵敏度高等因素。
3、软件设计软件程序应包括传感器数据获取程序、数据处理程序、报警程序等模块。
在数据处理程序中,需要将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,并进行数据校验和处理。
在报警程序中,应设置相应的报警阈值和处理方案。
三、系统的应用效果本系统设计中,通过选用合适的传感器、优化电路和软件的设计,探测灵敏度高、分辨率高,可准确检测到有害气体的浓度,避免了一系列生产安全问题的发生。
实际应用中,可以广泛应用于工业通风、环境监测、房间、墙体等物体中的气体检测等方面。
该系统为保障人们生命安全、维护社会稳定做出了积极的贡献,具有较高的使用价值。
综上所述,基于单片机的有毒气体检测系统的设计具有一定的重要意义。
通过精心的设计,可以实现对有毒气体的快速、准确和可靠检测,有效地为生产安全保驾护航。
在今后的工业安全领域,该系统将发挥越来越重要的作用。
基于51单片机室内有害气体监测系统的设计与实现摘要:空气质量的异常给人们的身心和身体都会带来巨大影响,尤其是当空气中的有害气体甲醛,苯,甲烷以及一氧化碳等超标时,一旦不及时发现就会导致人体出现中毒,严重甚至导致死亡,因此在日常生活当中能对有害气体进行精确的检测与控制,对于提高生活质量,保证身心健康具有重要意义。
本智能环境检测系统一共设计四个传感器参数检测网络,对环境相关的四个参数苯,一氧化碳,甲烷和甲醛四种有害气体进行检测;4个传感器共同对四个有害气体进行检测,确保环境安全。
整个智能环境检测系统围绕对4个参数的检测,显示、报警与控制出发,硬件上以STC89C51单片机为核心,MQ2完成对环境甲烷的检测,MQ7传感器检测环境一氧化碳浓度,两路MS1100模块对环境中的甲醛和苯浓度进行采集,单片机通过引脚读取到数据后在内部对数据进行处理,在LCD1602上显示的同时,并与设定的安全数据进行处理,如果数据有异常那么就输出指令来驱动蜂鸣器同时驱动风扇,来实现报警和调控。
软件上以C语言为核心,结合传感器的工作原理与通信特点,通过程序来驱动引脚实现对数据的和指令的输出,实现预期的功能。
非常适合在居家环境中应用,提高环境的安全可靠性。
关键词:报警与控制气体检测单片机智能居家环境监测一、研究背景空气污染不仅会使得生态环境遭受破坏甚至会直接危害人的生命安全。
当前我国的环境污染问题尤其是大气污染情况已经迫在眉睫,在工业生产中排放的有毒有害气体以及发动机尾气中包含的有害气体,使得大气中含有的有害颗粒、有毒气体含量一直在升高,但是空气污染的情况比较难以琢磨,受多方面因素的影响,所处地方不同,空气污染的情况也不一样,所以如果需要掌握当地环境污染的具体情况,还需对当地环境参数进行实时监测,由此才能掌握当地环境污染的各种参数以及其变化规律,并以此为依据来制定整改措施。
所以利用多传感器融合技术设计出一种空气质量检测设施显得尤为必要,此款检测设备不仅检测精度有保证而且便于随身携带、使用简单、性价比高。
基于单片机的一氧化碳检测系统设计说明1. 引言一氧化碳(Carbon Monoxide,简称CO)是一种常见的有毒气体,它对人体的血液循环系统具有很强的毒性,长期暴露于CO中会导致中毒甚至死亡。
因此,为了保障人们的安全与健康,设计一个基于单片机的一氧化碳检测系统至关重要。
本文档将介绍一种基于单片机的一氧化碳检测系统的设计方案,包括硬件设计、软件设计和系统性能等方面的说明。
2. 硬件设计2.1 传感器选择一氧化碳传感器是检测系统的核心组件,其准确性和灵敏度直接影响系统的可靠性。
选择一款合适的传感器非常重要。
我们选用XYZ型一氧化碳传感器,其具有高精度、低功耗和长寿命的特点,能够快速、准确地检测环境中的CO含量。
2.2 硬件连接在系统硬件设计中,我们需要将传感器与单片机进行连接。
传感器将通过模拟信号输出CO含量的数值,而单片机则通过模数转换器(ADC)将模拟信号转换为数字信号进行处理。
在电路设计中,我们需要考虑到传感器的工作电压、接口类型和电源电流等参数,以确保传感器和单片机之间的稳定连接。
3. 软件设计3.1 程序框架基于单片机的一氧化碳检测系统的软件设计需要考虑到实时性、稳定性和易用性等方面的需求。
我们将设计一个简洁明了的程序框架,包括以下几个模块:•初始化模块:用于初始化系统所需的硬件和软件环境。
•传感器读取模块:负责读取传感器输出的模拟信号,并通过ADC将其转换为数字信号。
•数据处理模块:对传感器读取的数据进行处理,计算CO含量,并根据设定的阈值判断是否超过安全范围。
•显示模块:将检测结果显示在LCD屏幕上,以便用户实时了解CO 含量。
•报警模块:当一氧化碳含量超过阈值时,触发报警装置以提醒用户。
3.2 编程语言和开发工具为了实现软件设计的要求,我们选择C语言作为主要的编程语言,并使用开发工具进行编程和调试。
我们将使用Keil MDK开发工具和对应的编译器进行开发,该工具具有良好的集成开发环境(IDE),方便编程和调试。
A N Y A N G I N S T I T U T E O F T E C H N O L O G Y本科毕业论文基于单片机的气体检测系统设计The Design of Gas Detection System Based on SCM 系(院)名称:电子信息与电气工程学院专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师姓名:指导教师职称:讲师2011 年 5 月毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:目录摘要.............................................................. Abstract.......................................................... 引言.............................................................. 第一章绪论......................................................设计背景..............................................................设计意义.............................................................. 第二章硬件的选择................................................可燃气体的传感器......................................................MQ-6的结构和测量电路..................................................MQ-6气体传感器的技术参数..............................................MQ-6的规格............................................................MQ-6的特点............................................................MQ-6的应用............................................................芯片的选择............................................................AT89S52的功能特点.....................................................中央处理器(CPU).....................................................单片机引脚介绍........................................................ 第三章系统硬件设计..............................................电源电路..............................................................转换电路..............................................................ADC0809原理...........................................................ADC0809使用及时序图...................................................液晶显示驱动模块......................................................LCD1602液晶主要功能...................................................LCD1602液晶引脚和指令功能.............................................LCD1602的RAM地址映射.................................................LCD1602液晶模块内部的控制器指令.......................................LCD1602液晶时序.......................................................LCD1602液晶初始化过程.................................................时钟电路和复位电路....................................................报警电路..............................................................硬件电路总图.......................................................... 第四章软件设计..................................................ADC0809采样时钟软件实现...............................................可燃气体浓度显示程序..................................................可燃气体浓度报警程序..................................................程序流程图............................................................ 结论.............................................................. 致谢.............................................................. 参考文献.......................................................... 附录..............................................................基于单片机的气体检测系统设计摘要:随着可燃性气体的种类和应用范围的增加,其使用场所和贮存仓库内的泄漏,火灾爆炸事故日益增多,从安全、环保及经济上考虑,设计一种检测可燃气体自动报警装置的控制器是非常必要的。
本设计对可燃气体检测及报警进行了深入的研究,采用了“探测器和单片机控制电路”的设计思路,具有检测误差小,反应速度快等优点。
选用气敏传感器对可燃气体浓度进行测量,用A/D转换器以完成信号到电压的转换。
采用功能和性价比比较高的AT89S52单片机作为中央处理单元,对浓度进行采集、数据显示、报警等工作。
本设计的可燃性气体报警设计可以检测到空气中烷类气体为主的多种可燃气体的浓度,实时现实浓度值,当达到预先设定的上下限报警等级值时,发出声音报警,以提示人们采取安全对策。
关键词:可燃气体气敏传感器 A/D转换器 AT89S52 报警The Design of Gas Detection System Based on SCMAbstract:With the combustible gas type and the scope of application of increasing, its use place and storage warehouse in leakage, fire and explosion accidents increase, from safety, environmental protection and economic considerations, design a kind of testing combustible gas automatic alarm device controller is very necessary.This design of flammable gas detection and alarm studied, using a "detector and single-chip microcomputer control circuit" design train of thought, has the testing error is smaller, anyway speed, etc. Choose gas-sensitive sensor measurements of combustible gas concentration, with A/D converter to complete the signal to the voltage conversion. Using function and high ratio of AT89S52 SCM as the central processing unit of concentration, the collection and data display, alarm, etc. This design of combustible gas alarm design can detect the air of silane variety of flammable gas mainly gas concentration, real-time reality chroma value, when the upper reaches pre-set alarm level value, sound alarm, to remind people take safety countermeasures.Key words:Flammable Gas ; Gas Sensors ; A/D Converter ;AT89S52 ; Alarm引言随着信息时代的到来,作为获取信息手段之一的传感器技术得到了显着的发展,其应用领域越来越广,对其要求越来越高,需求也越来越迫切。