基于单片机的气体检测系统设计..
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摘要 (2)第一章功能要求及方案论证 (4)1.1选择器件 (4)1.2系统原理及基本框图 (4)第二章主要元件介绍 (5)2.1STC89C52单片机 (5)2.1.1 概述 (5)STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器(FPEROM-FlashProgramable and Erasable Read Only Memory )的低电压,高性能COMOS8的微处理器。
该器件采用A TMEL搞密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
(5)2.1.2引脚介绍和最小系统 (5)2.1.3 定时器描述 (7)2.2模数转换芯片ADC0804 (8)2.2.1概述 (8)2.2.2引脚介绍 (8)10.VCC: 电源供应以及作为电路的参考电压. (9)2.2.3 ADC0809典型接法 (9)如图2-2-3所示: (9) (9)图2-2-3 ADC0804典型接法 (9)2.2.4 A/D转换的性能参数 (9)2.2.5 A/D转换的方法和原理 (10)2.2.6 连接方式 (10)2.3 MQ-2传感器 (10)图2-3-1 结构和外形 (11)图2-3-2 MQ-2基本电路 (11)2.4 数码管 (12)第三章电路各部分介绍 (13)3.1 可燃气体信号采集部分 (13)3.2显示部分 (13)3.3 A/D转换部分 (14) (16)3.5最小系统及按键 (16)单片机接+5V电源;晶体振荡器频率为12MHz,晶振的两个引脚分别连接在单片机的XTAL1和XTAL2端,晶振的两端再分别连接一个22pF电容后接地;复位电路经电源正极(+5V)接10uF电容后接1k欧姆电阻接地,单片机复位端RST接在电容和电阻之间。
(16)本次设计电路中加入两个按键,用于人为报警。
单片机P3.6和P3.7端分别连接一个按键后接地。
当按下S1时蜂鸣器报警,LED闪烁;S2用来取消报警。
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。
ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY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 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 设计意义 (3)第二章硬件的选择 (4)2.1可燃气体的传感器 (4)2.2 MQ-6的结构和测量电路 (4)2.3 MQ-6气体传感器的技术参数 (5)2.3.1 MQ-6的规格 (5)2.3.2 MQ-6的特点 (6)2.3.3 MQ-6的应用 (6)2.4 芯片的选择 (6)2.5 AT89S52的功能特点 (7)2.6 中央处理器(CPU) (7)2.7 单片机引脚介绍 (7)第三章系统硬件设计 (12)3.1 电源电路 (12)3.2 转换电路 (12)3.2.1 ADC0809原理 (13)3.2.2 ADC0809使用及时序图 (15)3.3 液晶显示驱动模块 (16)3.3.1 LCD1602液晶主要功能 (16)3.3.2 LCD1602液晶引脚和指令功能 (16)3.3.4 LCD1602液晶模块内部的控制器指令 (18)3.3.5 LCD1602液晶时序 (19)3.3.6 LCD1602液晶初始化过程 (20)3.4 时钟电路和复位电路 (20)3.5 报警电路 (22)3.6 硬件电路总图 (23)第四章软件设计 (25)4.1 ADC0809采样时钟软件实现 (25)4.2 可燃气体浓度显示程序 (25)4.3 可燃气体浓度报警程序 (26)4.4 程序流程图 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)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。
基于单片机的有毒气体检测系统的设计毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名:日期:毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。
有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。
保密的论文(设计)在解密后适用本规定。
作者签名:指导教师签名:日期:日期:注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它燕山大学毕业设计(论文)任务书摘要煤矿中含有CO(一氧化碳)等有毒气体,是煤矿下重要的危害源之一,是导致重大事故的因素;家庭中,煤气泄漏将在短时间内产生大量一氧化碳,危及人生安全。
基于STM32单片机的气体分析仪设计气体分析仪是一种广泛应用于环境监测、工业生产、医疗卫生等领域的仪器设备,用于检测和分析气体成分和浓度。
随着科技的不断发展,传统的气体分析仪已经不能满足现代化生产和环境监测的需求。
因此,本文将基于STM32单片机,设计一种新型的气体分析仪,以满足现代化需求。
第一章:绪论1.1 研究背景随着工业化进程的加快和环境污染问题的日益突出,对气体成分和浓度进行准确监测和分析变得尤为重要。
传统的气体分析仪器存在成本高、操作繁琐等问题,因此需要设计一种新型的气体分析仪。
1.2 研究意义基于STM32单片机设计新型气体分析仪具有成本低、操作简便等优点。
通过研究该技术,在工业生产过程中可以及时检测有害气体并采取相应措施进行处理,从而保护工人健康;在环境监测中可以准确掌握大气污染情况,为环境治理提供科学依据。
1.3 研究内容本文将基于STM32单片机设计一种新型气体分析仪,主要包括硬件设计、软件设计、测试验证等内容。
通过对气体分析仪的设计和实验验证,评估其性能和可行性。
第二章:STM32单片机概述2.1 STM32单片机的特点STM32单片机是一种高性能、低功耗的嵌入式微控制器,具有丰富的外设接口和强大的计算能力。
其特点包括高集成度、低功耗、丰富的外设接口等。
2.2 STM32单片机在气体分析仪中的应用基于STM32单片机设计气体分析仪可以充分利用其强大的计算能力和丰富的外设接口。
通过合理选择外设模块和编写相应软件程序,可以实现对气体成分和浓度进行准确监测与分析。
第三章:硬件设计3.1 硬件系统框架本文所设计的新型气体分析仪硬件系统框架主要包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块等。
传感器模块用于检测气体成分和浓度,数据采集模块用于采集传感器输出数据,数据处理模块用于对采集到的数据进行处理和分析。
3.2 传感器选择与接口设计根据气体分析仪的需求,选择合适的传感器进行气体成分和浓度检测。
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。
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 (II)ABSTRAC..T (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。
易溶于水、醇和醚。
甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。
其37%的水溶液称为福尔马林,医学和科研部门常用于标本的防腐保存。
此溶液沸点为19.5℃故在室温时极易挥发,随着温度的上升甲醛的挥发速度加快。
在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛列居第二位。
甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
甲醛是原浆毒物,能与蛋白质结合,吸入高浓度甲醛后会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛,也可发生支气管哮喘皮肤直接接触甲醛,可引起皮炎、色斑、坏死。
经常吸入少量甲醛,能引起慢性中毒,出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱等。
全身症状有头痛、乏力、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。
天然气、液化天然气(俗称煤气罐)是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。
在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。
天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40%左右,产生的二氧化硫也很少。
天然气易燃易爆和空气混合后,温度达到550℃左右就会燃烧;其混合物浓度达到5%-15%,遇到火种就会爆炸。
天然气热值高,约8500-10000 千卡/ 米3,天然气燃烧后发出的热量是相同体积的城市煤气的 2.5 倍左右。
1.2设计的内容本论文主要完成室内空气质量检测仪的软件设计,设计内容包括:A/D 转换器程序、控制程序、超标报警、键盘检测、数据显示等。
本系统采用单片机为控制核心,以实现室内空气质量检测仪的基本控制功能。
系统主要功能内容包括:数据处理、时间设置、开始测量、超标报警、键盘检测、自动休眠:仪器若不进行称量操作, 5 分钟后自动进入休眠模式,以降低电源消耗。
本系统设计采用功能模块化的设计思想,系统主要分为总体方案设计、硬件和软件的设计三大部分。
1.3发展背景室内甲醛污染和天然气泄露对人身体健康影响较大,标准规定的方法绝大多数是化学分析法, 使用的手段是实验室分析仪器主要有比色计、分光光度计、化学滴定、气相和液相色谱。
但这些方法费力费时、成本高、自动化程度低过程复杂、大多数过程是人工操作很难做到现场实时控制随着传感器和计算机技术的不断发展,现已有了基于单片机的空气质量检测仪,并且测试测试范围、分辨率、精度、稳定性已接近标准要求。
因此本设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器与MQ-5气体传感器。
甲醛传感器其原理是空气中的甲醛在电极下发生氧化反应,产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比,通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机;MQ-5气体传感器由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感层, 测量电极和加热器构成的敏感元件组成,通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机,由单片机现场自动控制检测并显示甲醛浓度和煤气、天然气主要参数。
2总体方案设计2.1总体方案设计室内甲醛污染和天然气泄露对人身体健康影响较大,标准规定的方法绝大多数是化学分析法,使用的手段是实验室分析仪器主要有比色计、分光光度计、化学滴定、气相和液相色谱。
但这些方法费力费时、成本高、自动化程度低过程复杂、大多数过程是人工操作很难做到现场实时控制随着传感器和计算机技术的不断发展,现已有了基于单片机的空气质量检测仪,并且测试测试范围、分辨率、精度、稳定性已接近标准要求。
因此本设计可选用基于电化学原理的甲醛传感器与MQ-5气体传感器。
甲醛传感器其原理是空气中的甲醛在电极下发生氧化反应,产生的扩散电极电流与空气中的甲醛浓度成正比,通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机;MQ-5气体传感器由微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感层, 测量电极和加热器构成的敏感元件组成,通过检测放大电路和放大倍数的调整经A/D转换后送单片机,由单片机现场自动控制检测并显示甲醛浓度和煤气、天然气主要参数。
2.2总体电路概念图设计总体的硬件系统结构框图如图2-1 所示图2-1 硬件电路结构图3硬件设计3.1主控芯片AT89C52 的设计AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM和) 256K bytes 的随机存取数据存储器,器件采用ATMEL公司的高密度,非易失性存储技术生产,与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置通用8 位中央处理器和FLASH存储单元,功能强大,AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
主要性能参数:与MCS-51产品指令和引脚完全兼容8K 字节可重擦写FLASH闪存存储器1000次写/ 擦循环时钟频率:0Hz—24MHz 三级加密存储器256 字节内部RAM 32 个可编程I/O 口线 3 个16位定时/ 计数器 6 个中断源可编程串行UART通道低功耗的空闲和掉电模式片内振荡器和时钟电路图3-1 引脚图3.2传感器设计从传感器过来的电压信号,必须放大,滤波,采集,转换才能被MCU识和处理。
由于假若每一路都设置放大、滤波等器件,那么成本会很大,所以信号的采集一般用多路模拟通路进行选择。
然而选择多路模拟开关时必须考虑以下的几个因素:通道数量、切换速度、开关电阻和器件的封装形式。
总之数据采集与硬件的选择有很大的关系[4]。
甲醛传感器的选择:甲醛传感器由甲醛探头CH20传感器组成。