基于MSP430的厨房安全检测器

基于MSP430的厨房安全检测器

摘要

厨房不仅是一个经常活动的场所，而且也是危险系数最高的地方。现实中，由于疏忽而酿成的悲剧时有发生，所以为了减少这类的悲剧再次上演。我们决定对厨房实时进行安全检测，预防煤气泄露和火灾的发生，为居民提供一个安全舒适的厨房环境。

关键字：厨房、安全、煤气泄漏、火灾

（一）作品原理：

1作品所需器材：我们的作品采用MSP430的板子和两个传感器（DHT11温湿度传感器、MQ-4甲烷传感器）。

MQ-4型气敏元件对不同种类，不同浓度的气体有不同的阻值。该元件对甲烷的浓度敏感度高。当接触到甲烷时，阻值会变大，AOUT 引脚的电压值会变高。把AOUT与P1.0引脚接上，MSP430的ADC10模块通过A3通道接收数据，经过A/D转换，把数据存储在ADC10MEM。

MQ-4 原理图1

用途：可以用在厨房装上这个传感器，可以检测燃气是否泄漏，保护用户的生命安全，如果有煤气泄漏就报警来提醒用户。

使用含有益校准的数字信号输出的温湿度复合传感器，MSP430的P1.3引脚与DHT11上的DATA引脚接上，就可以发送信号与接收数据。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。

DHT11原理图2

用途：可以用来检测厨房的温湿度，显示在1602液晶屏上，让用户可以实时了解到室内的温湿度，当温度过高时，启动风扇来降温，用户也可以打开窗户或其他的措施来达到一个舒适的环境。

2作品框图：

（二）功能

这个系统主要是用于检测厨房的温湿度以及是否有煤气泄漏，现代厨房中对于火灾的预防和预警显得尤为重要。通过温湿度传感器和甲烷传感器对煤气实施监控，可以在火灾尚未发生时报警，保证人员的安全。

（三）测试指标 温湿度： 时 间

7:00 8:00 9:00

10:00 13:00 14:00 14:00 15:00 15:00 16:00 16:00 17:00 17:00 18:00 18:00

19:00

温 度

参考值 17

20

27

26

26

23

24

22

测量值 16

21

27

25

26

24

23

22

MSP430G2553

温湿度传感器 DHT11 甲烷传感器 MQ-4

LCD1602显示

电源

蜂鸣器

ADC 转换

湿

度

参考值53 50 48 47 48 50 51

50

测量值54 50 49 48 48 51 51 49

（四）实现方案

通过MSP430，DHT11温湿度传感器、MQ-4甲烷传感器，将检测到的数据与事先设定好的阀值（火灾发生的条件值）进行比较，若超过阀值便立即报警。

（五）部分电路图及说明

（1）MSP430基本电路

（2）系统硬件电路：

（六）实际效果

温湿度传感器将检测到的数据在液晶显示屏上显示，分别显示温度和湿度；当MQ-4甲烷气体传感器检测到CO气体时，蜂鸣器开始工作，即处于报警状态（附：MQ-4有个预热过程，所以开始的一段很短时间里不工作，气体灵敏度可通过其上的电位器调节）

（八）附录

1实物照片

2作品说明书：

本作品用于厨房中，可以检测温湿度和甲烷浓度，有利于预防燃气泄漏带来的危害。采用低功耗的MSP430单片机，可以减少电量的消耗。3源程序：

#include "msp430g2553.h"

#define HIGH P1OUT|=BIT7

#define LOW P1OUT&=~BIT7

#define PINOUT P1DIR|= BIT7

#define PININ P1DIR&= ~BIT7

#define CPU (1000000)

#define delay_us(x) (__delay_cycles((double)x*CPU/1000000.0)) #define delay_ms(x) (__delay_cycles((double)x*CPU/1000.0))

#define RS_H P1OUT|=BIT3

#define RS_L P1OUT&=~BIT3

#define RW_H P1OUT|=BIT4

#define RW_L P1OUT&=~BIT4

#define EN_H P1OUT|=BIT5

#define EN_L P1OUT&=~BIT5

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

unsigned int a,b,x,y,j=0;

int humd,temp;

unsigned int hmax=1000,hmin=0,tmax=200,tmin=1;

unsigned char temph,templ,humdh,humdl,check,sum;

void delay(int i)

{

int x,y;

for(x=0;x

for(y=0;y<110;y++);

}

void wcmd(uchar cmd) {

RS_L;

RW_L;

EN_H;

P2OUT=cmd；delay(5);

EN_L;

}

void wdata(uchar data) {

RS_H;

RW_L;

EN_H;

P2OUT=data; delay(5);

EN_L;

}

void init()

{

EN_L;

wcmd(0x3a);

wcmd(0x0c);//无光标

wcmd(0x06);

wcmd(0x01);//清屏

wcmd(0x80);

}

void locate(uchar x,uchar y)

{

if(y==0x01)

x=x+0x40+0x80;

else

x=x+0x80;

wcmd(x);

}

void dispchar(uchar x,uchar y,uint d) {

locate(x,y);

wdata(d);

}

void dispstring(uchar x,uchar y,uchar *p) {

while(*p!='\0')

{

dispchar(x++,y,*p);

p++;

}

}

void disptemp(uchar x,uchar y,uchar temp) {

int a[2];

a[0]=temp/10+0x30;

a[1]=temp%10+0x30;

dispchar(x,y,a[0]);

dispchar(x+1,y,a[1]);

dispchar(x+2,y,0x27);

if(y==0)

dispchar(x+3,y,'C');

else

dispchar(x+3,y,'H');

}

char receive(void) //接受函数

{

unsigned char i,cnt;

unsigned char buffer,tmp;

buffer = 0;

for(i=0;i<8;i++)

{

//延时Min=26us Max50us 跳过数据"0" 的高电平

delay_us(40); //延时30us

//判断传感器发送数据位

tmp =0;

if(P1IN&BIT7)

{

tmp = 1;

}

cnt =0;

while(P1IN&BIT7) //等待高电平结束

{

if(++cnt >= 200)

{

break;

}

}

buffer <<=1;

buffer |= tmp;

}

return buffer;

}

void work_data(void)

{

PINOUT; //设置P2.1为输出状态

HIGH;

_NOP();_NOP();_NOP();

LOW;

delay_ms(10); //开始信号

HIGH;

delay_us(30); //开始信号

PININ; //设置P2.1为输入状态,检测传感器响应

delay_us(20); //20US后P2IN 是否为低电平，不为低电平说明复位失败，重新开始

while(P1IN&BIT7)//如果没有检测到响应信号继续发送开始信号{

PINOUT; //设置P2.1为输出状态

HIGH;

_NOP();_NOP();_NOP();

LOW;

delay_ms(10); //开始信号

HIGH;

delay_us(30);

PININ; //设置P2.1为输入状态,检测传感器响应

delay_us(20);

}

while(!(P1IN&BIT7));//等待拉高，准备输出数据

while(P1IN&BIT7); //等待低电平，输出数据

humdh=receive();

humdl=receive();

temph=receive();

templ=receive();

check=receive();

sum=humdh+humdl+temph+templ;

PINOUT;

HIGH;

}

void main( void )

{

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

BCSCTL3 |= LFXT1S_2; // Set LFXT1为vol时钟即12kHZ P1DIR=0XFF;

P2DIR=0XFF;

P2SEL&=~BIT6;

P2SEL&=~BIT7;

delay_ms(2000); //越过传感器不稳定状态

init();

uchar *x="Temp:";

uchar *y="Humd:";

dispstring(0,0,x);

dispstring(0,1,y);

while(1)

{

work_data();

while(!(sum==check))//校验

work_data();

delay(200);

disptemp(5,0,temph);

}

}