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第一章概述1.1 设计背景一氧化碳（CO）为无色、无味、无刺激性气体，比重0.967，几乎不溶于水，不易被活性炭吸附。
当碳物质燃烧不完全时，可产生CO，如人体短时间内吸收较高浓度的C0，或浓度虽低，但吸时间较长，均可造成急性中毒。
CO 与血红蛋白结合能力超过氧和血红蛋白的结合能力的200-300 倍，当CO 与血红蛋白结合形成的碳氧血红蛋白含量达到5时，就会对人体产生慢性损害，达到60时就会昏迷，达到90就会死亡。
唐山中润煤化工有限公司甲醇分厂，是利用炼焦过程产生的焦炉气，经过净化、脱硫等工段后，纯净的焦炉气传输到甲醇分厂再各个工段用来生产甲醇。
净化后焦炉气主要含量是CO在生产现场及周围不可避免的有煤气存在，当CO 超出安全范围时，常人很难发现，为了保证人员财产安全和正常生产不受影响，检测其含量十分重要。
所以基于单片机设计制作一氧化碳报警器，保障人们的生命财产安全。
1.2 一氧化碳报警器概述首先我们应该对国家标准规定的燃气报警器的种类有所了解。
燃气报警器可分为可燃））气体泄漏仪（简称“检漏仪”，可燃气体报警控制器（简称“控制器”、可燃气体探测器）（简称“探测器”、可燃气体报警器（简称“报警器”）四大系列产品。
可燃气报警器的核心是气体传感器，俗称“电子鼻”。
当气体传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后继线路处理。
经过电子路线处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理、逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号。
1.3 设计的目的及意义设计出性能更加可靠，经济实惠的一氧化碳报警器。
意义在于：（1）成本低廉并能对一氧化碳准确报警。
（2）该产品不需专业人员操作，只要放在合适位置，通电即可，连续使用方便，操作简单。
（3）能起到预防一氧化碳中毒的效果，使人们安全放心的工作。
（4）出现一氧化碳漏或者着火时，报警器能够立即鸣笛报警，告之工作人员及时采取措施。
基于单片机的一氧化碳浓度监测及报警系统设计毕业论文目录前言 (1)第1章×××××× (2)1.1 ×××××× (2)1.1.1 ×××××× (2)1.1.2 ×××××× (2)1.1.3 ×××××× (4)第2章×××××× (6)2.1 ×××××× (6)2.1.1 ×××××× (6)2.1.2 ×××××× (6)2.2 ×××××× (8)2.2.1 ×××××× (8)第3章×××××× (12)3.1 ×××××× (12)3.1.1 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。
3.1.2 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。
3.2 ×××××× (12)第4章×××××× (29)4.1 ×××××× (29)4.1.1 ×××××× ......................................... 错误!未定义书签。
基于STC51单片机的一氧化碳监测报警系统的设计摘要：文中设计提出了一种基于STC51单片机的一氧化碳监测报警系统。
冬季天气寒冷，洗澡的时候浴室内空气的湿度会比较大，再加上空气流通性差、气压低，很容易造成一氧化碳中毒，造成人员伤亡。
针对这种不安全因素，而设计了此一氧化碳实时监测系统，安装于浴室内。
该系统通过单片机控制MQ-7气体传感器，实现对浴室内一氧化碳浓度实时采集、处理，同时可根据环境手动设定报警值，并当所测一氧化碳浓度超过设定的报警上、下限时自动报警，提醒正在沐浴的人员及时采取相应措施，防止中毒事故发生，保证沐浴人员生命安全。
关键词：STC12C5A60S2；MQ-7一氧化碳气体传感器；一氧化碳浓度1、监控系统的组成及工作原理根据小型化、实时检测等要求，系统利用STC51单片机及其外围电路完成对MQ-7一氧化碳气体传感器（下文简称气体传感器）的控制和数据转换。
整个系统是流程是：首先通过气体传感器采集现场的数据；气体传感器输出的数据经过运算放大电路转换成单片机所需要的0～5V电压信号，单片机通过自身的8路AD转换器将采集到的一氧化碳数据进行转换。
利用LCD显示当前现场的一氧化碳浓度。
当测得的值超过预先设定的值时，由单片机控制进行声光报警。
系统框图如图1所示。
图1系统框图2、功能单元介绍2.1 MQ-7气体传感器模块系统所采用的是MQ-7气体传感器，其所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO 2)。
采用高低温循环检测方式低温（1.5V 加热）检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温（5.0V 加热）清洗低温时吸附的杂散气体。
使用简单的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
特点： 元件外形结构*针对一氧化碳有良好的灵敏度 *长寿命低成本 *简单的驱动电路即可应用：*家庭用气体泄漏报警器 *工业用一氧化碳气体报警器 *便携式气体检测器技术指标：传产品型号 MQ-7 产品类型 半导体气敏元件标准封装 塑封 检测气体 一氧化碳 检测浓度 10-1000ppmCO 标准电路条件回路电压V c ≤10V DC加热电压 V H 5.0V±0.2V ACorDC （高） 1.5V ±0.1V ACorDC （低） 加热时间 T L 60±1S （高）90±1S （低）负载电阻R L 可调标准测试条件下元件特性 加热电阻 R H 31Ω±3Ω（室温）加热功耗 P H ≤350mW敏感体表面电阻 R s 2K Ω-20K Ω(in100ppmCO) 灵敏度 S Rs(in air)/Rs(100ppmCO)≥5浓度斜率α≤0.6(R 300ppm /R 100ppm CO) 标准测试条件温度、湿度 20℃±2℃；65%±5%RH 标准测试电路 Vc:5.0V±0.1V ； V H （高）: 5.0V±0.1V ； V H（低）: 1.5V±0.1V 预热时间不少于48小时VcV H GND R LV RL基本测试回路：传感器的输出电压太小，无法满足单片机的要求。
内容摘要煤气已成为人们生活中必不可少的能源了，煤气泄漏事件时有发生，给人们的人身安全和财产安全带来了很多隐患，所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要.为此我们开发研制了智能煤气报警系统.计算机的普及和信息技术的迅猛发展，不明白的细节可以到我的群里讨论问我4429-3550人们己不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭，并迅速在世界各地发展起来。
人们对居住环境要求的日见增高，体现在希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全。
家庭及住宅小区智能化的定义，在国际上至今尚无一致的般认为，在现代化的城乡住宅小区内综合采用微型计算机、自动控制、通信与网络及智能卡等技术，建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统、信息通信服务与管理系统和家庭智能化系统组成的“三合一”住宅小区服务与管理集成系统，最终目的是使每一住户得到满足其要求的最佳方案。
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;防盗报警系统应安装红外或微波与煤气泄漏报警器等各种类型报警探测器。
基于此项规定，煤气泄漏自动报警实现智能化势在必行。
本系统主要针对传统煤气检测系统进行技术改进以满足要求，至此本系统具有如下特点．用单片机实现定时控制，电路简单、价格便宜、可靠性好。
采用气敏传感器及防爆型电磁阀．安全可靠，能有效的保证随时接通和断开煤气控制电磁阀：有煤气泄漏时有语音报警，并通过总线通知管理室．双重保障。
因此本系统也可作为智能家居系统的一个子系统。
关键词51单片机气体传感器RS485总线目录前言 (3)第一章需求分析 (4)1.1煤气泄漏检测报警器现状 (4)1.2煤气泄漏的危害 (5)第二章相关技术及器件的基本知识 (6)2.1气体传感器的基本知识 (6)2.2 8951系列单片机介绍 (6)2.3 RS485总线介绍 (8)2.4看门狗电路和复位电路介绍 (8)第三章煤气泄漏检测报警系统方案设计 (9)3.1系统功能 (9)3.2系统电路组成 (9)3.3软件系统设计 (10)第四章结论 (11)参考文献 (12)前言毕业设计实习调研的目的在于明确毕业设计课题的具体要求，通过查阅资料，了解各种方案的优缺点。
基于51单片机的室内一氧化碳检测及报警系统设计摘要本文设计了一种基于51单片机的室内一氧化碳（CO）检测及报警系统。
该系统利用MQ-7传感器进行一氧化碳的检测，并通过51单片机进行数据采集和处理，同时通过LCD显示模块和蜂鸣器进行实时显示和声音报警。
实验结果表明，该系统能够较为准确地检测室内一氧化碳含量，并能够及时进行报警，具有较好的实用性和可靠性。
关键词：51单片机；室内一氧化碳；MQ-7传感器；报警系统AbstractThis paper designs an indoor carbon monoxide (CO) detection and alarm system based on the 51 single-chip microcomputer. The system uses an MQ-7 sensor for carbon monoxide detection, and collects and processes data throughthe 51 single-chip microcomputer. Meanwhile, real-timedisplay and sound alarms are performed through an LCD display module and a buzzer. Experimental results show that thesystem can detect indoor carbon monoxide levels accuratelyand issue alarms in a timely manner, and has goodpracticality and reliability.Keywords: 51 single-chip microcomputer; indoor carbon monoxide; MQ-7 sensor; alarm system1.引言一氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体，但它会与人体中的血红蛋白结合成为一氧化碳血红蛋白，导致血红蛋白的氧运输能力降低，进而导致组织缺氧，对人体健康造成严重威胁。
基于STC12C560S2单片机的家庭CO 气体报警器的设计XX：1009-3044（20XX）08-1806-03CO（一氧化碳）是常见的室内主要污染物之一，当一氧化碳进入人体后会和人体血液中的血红蛋白结合，进而阻止血红蛋白与氧气的结合，从而引起机体组织缺氧，严峻时导致人体窒息死亡，这就是一氧化碳中毒。
由于一氧化碳是一种无色、无臭、无味的气体，故容易被忽略而引起中毒。
家庭CO中毒多见于液化灶具泄漏或煤气管道泄漏，北方的冬天用煤炉取暖，排烟不畅时也时常发生，近几年使用燃气热水器造成CO中毒也经常出现报道。
因此，研究和设计一氧化碳检测和报警电路的是非常重要和迫切的。
现有一氧化碳检测仪器主要是面对工矿企业或公共场所的检测，价格高昂，该文设计了一款经济有用的适用于家庭的CO检测和报警器。
1 系统设计本系统包括CO气体传感器，信号调理电路，STC12C560S2微处理器，液晶显示电路，声光报警电路和按键电路组成，系统的总体设计框图见图1。
该设计以单片机为核心，操纵模数转换，显示和声光报警。
系统首先通过CO气体传感器测量室内的CO浓度，将CO浓度信息转换成电压信号，电压信号经信号调理电路完成对信号的处理和/D转换，将模拟电信号转换为数字信号后送到微处理器进行处理，微处理器对收到的信号进行计算处理，一方面操纵液晶模块显示出当前的浓度值，另一方面将当前测得的浓度值与预设的报警值进行比较，如果测得的浓度值大于预设的报警值则启动声光报警。
2 硬件设计2.1 CO气体传感器目前市场上常见的CO传感器主要有电化学气体传感器、催化型可燃气体传感器、固态传感器、红外汲取气体传感器几种类型，由于此次设计是针对家庭使用，考虑到使用环境和成本等因素，选择了固态半导体传感器MQ-7气敏传感器。
MQ-7传感器的气敏材料是在清洁空气中电导率低的电解质二氧化锡（SnO2），二氧化锡是目前应用最多的一种气敏材料，具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单等特点。
基于单片机的CO浓度检测及报警系统设计与制作要点一、引言本文旨在探讨基于单片机的CO浓度检测及报警系统的设计与制作要点。
CO（一氧化碳）是一种无色、无味、无刺激性气体，但高浓度的CO会对人体造成严重危害，因此及时检测CO浓度并报警是至关重要的。
本文将从硬件设计、软件设计、检测方法等方面进行详细的讨论。
二、硬件设计1. 传感器选择在设计CO浓度检测系统时，需要选择合适的传感器来检测环境中的CO浓度。
常用的CO传感器有化学传感器和电化学传感器两种。
化学传感器成本低、灵敏度高，适用于大规模应用；而电化学传感器更加准确可靠，适用于专业化领域。
根据实际需求选择适合的传感器。
2. 单片机选择为了实现CO浓度检测及报警功能，需要选择一款能够接收传感器数据并进行处理的单片机。
常用的单片机包括AVR、PIC、STM32等。
根据项目要求选择合适的单片机，并了解其开发环境和编程语言。
3. 电路设计在设计CO浓度检测系统的硬件电路时，需要考虑以下几个关键点： - 传感器与单片机之间的连接电路设计，包括传感器接口与单片机引脚的连接方式； - 电源电路设计，保证系统正常工作所需的电压和电流； - 报警器连接电路设计，将报警信号与报警器正确连接。
三、软件设计1. 数据采集在CO浓度检测系统中，通过传感器采集CO浓度数据。
设计合适的数据采集算法，通过定时采样或事件触发的方式获取传感器输出的模拟信号，并进行模数转换，将其转换为数字信号。
2. 数据处理获取到CO浓度数据后，需要进行相应的处理。
可以将数据进行滤波、校准和数据压缩等操作，提高数据的准确性和可靠性。
同时，还可以进行数据的存储和分析，以便后续的使用和研究。
3. 报警控制当CO浓度超过安全范围时，需要及时触发报警。
设计相应的报警控制算法，可根据CO浓度的程度来选择不同的报警方式（如声音报警、光闪报警）。
同时，还可以加入自动切换报警状态和手动复位报警等功能。
4. 显示界面为了方便用户使用和观察CO浓度情况，可以设计相应的显示界面。
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电子基础
0 绪论
血液中的血红蛋白与一氧化碳结合后,就很难与氧气结合，这就会造成人体缺氧,轻则会造成头晕头痛等症状,重
则危及生命,尤其是会对大脑造成严重的损伤。
一氧化碳无色无味，除非专门的仪器，否则很难被察觉,在室内生煤炉
取火做饭、使用一些家用电器时,很容易产生一氧化碳,如果通风不好,很容易造成一氧化碳的堆积,造成的结果难以预料,近年来由于一氧化碳中毒而造成的事故可以说数不胜数，尤其是在冬天，在车内开启车载空调取暖而造成的死伤事故时有发生。
而且在一些使用炭炉火锅的地方，一氧化碳中毒事件屡见不鲜。
因此建立一个自动完整的一氧化碳报警系统就显得尤为必要。
该系统要完成的工作为实时检测目标
空间内的一氧化碳浓度,并且在一氧化碳浓度达到预定值的时候进行自动的报警。
综上所述,本设计要解决的问题主要有以下几个方面:(1)
一氧化碳浓度的检测问题；(2)自动报警的问题。
1 总体设计
该系统中无论检测还是
报警都是自动进行的,不需要人为的控制。
目前,在自动控制领域主要有单片机以
及PLC 两大类。
PLC 主要应用在工业生产领域,相比于
单片机,其在体积、功耗以及费用等方面都存在明显的
差距,因此本设计采用单片机控制的方法。
本设计要完成的目标是在一氧化碳浓度达到设定值的时候进行自动的报警,要解决的问题主要有一氧化碳浓度的检测以及自动报警的问题。
为了解决以上问题,本设计制作了中央控制系统、检测系统以及报警系统。
其中中央控制系统由单片机构成,主要负责接收以及转化检测系统传递过来的信息并发送命令给报警系统,检测系统里边的一氧化碳传感器主要负责检测一氧化碳的浓度,并将该信息以电信号的形式传递给单片机。
报警系统由蜂鸣器组成,主要负责接收单片机传递的命令进行报警。
本设计的结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图本设计中采用的单片机的型号为STC89C51，一氧化碳基于单片机的室内一氧化碳监测及报警装置冉昊伦
（郑州市第四十七中学，河南郑州，450016）
摘要：随着科技的发展以及人们对于环境安全程度重视程度的提高，人们越来越重视室内的一氧化碳的危害，基于此，本设计制作了一款一氧化碳的监测报警装置。
该装置由单片机、一氧化碳传感器、蜂鸣器组成。
其中单片机作为本设计的中枢，负责接收信息与发送命令。
本设计通过一氧化碳传感器对一氧化碳浓度进行检测，并转化成数字电信号传送给单片机。
单片机经过计算发送给蜂鸣器进行报警。
通过论证分析，本设计是合理的，能够完成一氧化碳的监测及报警任务。
关键词：单片机；一氧化碳传感器；数字电信号
图2 系统原理图
72 | 电子制作 2018年11月装置。
其利用的原理为定电位电解。
一氧化碳传感器能够将一氧化碳的化学能转化为电能。
其输出的电流的大小与一氧化碳的浓度成正比。
一氧化碳浓度越高，输出电流越强。
其具体的工作过程分为以下几步：第一步：一氧化碳扩散到传感器的工作电极时经过催
化，发生氧化反应，反应式如下： CO+H 2O →CO 2+2H ++2e -
第二步：由第一步产生的电子以及H +，经过电解液的
转移，与水中的氧气发生还原反应反应式如下： O 2+4H ++2e -——→2H 20
综上，总的化学反应式如下： 2CO+O 2——→2CO 2
同时该反应的可逆反应在工作电极与对电极之间实时发生，并在电极间产生电位差,这就完成了化学能与电能之间的转化。
MQ-7为本设计中所选用的一氧化碳的型号。
其具体参
数如下:工作电压：直流5V；
模拟量输出：0~5伏，浓度越高，电压越高；
蜂鸣器：蜂鸣器采用直流5伏供电模式。
只要通电就能发出声响。
操作非常简单方便。
3 软件设计
本设计要实现的目标是自动检测目标区域内的一氧化碳浓度,并且在一氧化碳浓度达到设定值时,蜂鸣器自动发声发出警报。
对于一氧化碳浓度的测定,本设计采用的是利用一氧化碳传感器进行检测,利用传感器内部的氧化-还原的可逆反
应,便将化学能转换为电能,以电压的形式进行传递。
但是电压属于模拟量,而单片机所能接收与识别的信息为数字量,
4 总结本设计是在充分考虑了稳定性、价格以及实现的难易程度的前提下进行设计的,所以其能很好的完成本设计期望的效果,完全达到了对一氧化碳浓度的监测目的。
本设计采用的思路在自动控制领域应用非常广泛,是一个非常成熟的设计思路。
并且该设计体积非常小,携带移动方便,不仅仅可以家用,而且还可以车载,甚至能够携带到任何地方进行检测,
大大提高了其实用性,是一个非常成功的设计。
图3 程序流程图参考文献＊ [1]陈高锋.单片机原理于应用[M].北京：北京大学出版社，2012＊ [2]李朝青，刘艳玲.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010＊ [3]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京：清华大学出版社，1996＊ [4]王勇，徐健健.基于单片机的一氧化碳安全检测系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2001.04＊ [5]吴国隆.一氧化碳扼杀孩子的智商[J].国际医药卫生导报，2001.01。
