基于单片机的有毒气体检测系统的设计
基于单片机的汽车室内有害气体参数测试系统设计
郭云飞， 田龙 飞 （ 中北 大 学 电子 测 试 技 术 重 点 实验 室 ， 仪器科学与动态测试
教育部重点 实验 室， 山西 太原－ ｆ ｅ ｉ ， Ｔｉ ａ ｎ Ｌ ｏ ｎ ｇ － ｆ ｅ ｉ （ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） ， Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｙ ｒ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ
ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＴ ８ ９ Ｃ５ ２ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｓ ａ ｗｈ ｏ ｌ ｅ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅｄ ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏｍｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｖ ａｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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基于单片机的有害气体检测与报警系统
摘要随着电子科学技术的发展，电子技术成为安全方面的有力手段，许许多多安全方面的电子产品，是人们的生活的得力助手。
本设计利用单片机技术结合A/D 转换芯片构建了一个可燃气体检测报警器。
当环境中可燃或有毒气体泄露时，当气体报警器检测到可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作人员采取安全措施。
本文首先简要介绍了设计可燃气体检测报警器的主要方式以及单片机系统的优势；然后详细介绍了可燃气体检测报警器的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。
本次设计采用MQ-2气体传感器作为可燃气体的信号采集工具，采集到的模拟电压量经过ADC0804转换为数字信号。
单片机采集到ADC0804的数字信号后经过计算，如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时单片机将驱动LED 和蜂鸣器发出报警信号。
在无可燃气体的情况下，发生未知的危险，报警器可以人为的控制按键发出报警信号提醒人们。
按下S1时蜂鸣器报警，LED闪烁；S2用来取消报警。
关键词MQ-2传感器；STC89C52单片机；ADC0804芯片；数码管显示；按键第一章功能要求及方案论证1.1选择器件按系统功能实现要求，决定控制系统采用市场上很普遍的ADC0804，其转换速度完全可以达到本次设计的要求，显示部分由价格便宜，显示醒目。
1.2系统原理及基本框图根据毕业设计的要求本次设计采用STC89C52单片机机芯片配合ADC0804模/数转换芯片构成一个简易的可燃气体检测报警系统，显示部分由数码管进行显示可燃气体的浓度级别。
该电路通过MQ-2传感器检测可燃气体并发出0-5V的电压信号并输入到ADC0804芯片采样模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道DB0〜DB7传送给STC89C52单片机的P1 口。
STC89C52单片机负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示，显示可燃气体浓度级别。
基于单片机的有害气体检测与报警系统设计
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。
基于单片机的有害气体检测装置
文章编号:1673-2103(2009)05-0058-07基于单片机的有害气体检测装置3卜宪敏1,2,宋洪军3(1.曲阜师范大学运筹与管理学院,山东日照276826;2.日照广播电视大学信息工程系,山东日照276826;3.北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100022) 摘 要:设计了一种有害气体检测装置.它采用单片机控制,实现对有害气体的数据采集及显示,并将采集的数据转换为对应频率的脉冲信号,上传到监控主机,实现远程实时监控.该装置为适应防爆现场的要求,采用红外遥控技术,不用打开设备即可完成数据的查询、仪表的校准及报警值的设定.它具有超限声光报警、切断用电设备电源的功能,可有效预防爆炸或人员伤亡事故的发生.该装置的软硬件设计在Pr oteus 的虚拟环境下进行了联合调试.关键词:单片机;有害气体;检测装置中图分类号:TP206+.1 文献标识码:A随着我国经济发展,对能源的需求量大增,刺激了煤炭产业的发展。
由于井下环境恶劣,我国煤矿瓦斯爆炸事件频繁发生,给人民生活和国家经济建设带来巨大影响,本文设计了一种用于井下瓦斯实时监测装置,当瓦斯气体浓度达到设定值时,自动切断设备电源,自动发出声光报警,提醒井下人员立刻离开.防止用电设备引起瓦斯爆炸事故.该装置采用红外遥控技术,不用打开设备即可完成数据的查询、仪表的校准及报警值的设定.该装置将采集的数据转换为对应频率的脉冲信号,上传到监控主机,可实现远程实时监控.该设计的硬件电路、软程序在Pr oteus 的虚拟环境下进行了联机调试.1 有害气体检测装置系统总体结构 该装置的总体结构如图1所示.图1 有害气体检测装置系统总体设计图第31卷第5期Vol .31 No .5 菏泽学院学报Journal of Heze University 2009年9月Sep. 20093收稿日期:2009-09-04作者简介:卜宪敏(1980-),女,山东日照人,助教,在读硕士研究生,研究方向:运筹学与控制论.宋洪军(1981-),男,山东泰安人,在读博士研究生,研究方向:智能交通.从图1可知,该系统由气体传感器及其恒压源供电、数据采集、声光报警、断电控制、远程通讯、红外遥控和开关电源电路构成。
基于单片机系统气体检测课程设计报告
通信工程专业单片机系统课程设计报告无氧环境VOC气体测试系统学院（系）：信息与通信工程学院专业：通信工程学生姓名：学号：指导教师：完成日期：2015.7.6目录摘要 (1)Abstract (2)第一章设计背景与要求 (3)1.1研究背景 (3)1.2项目的研究意义和应用背景 (3)1.3目标 (4)第二章系统方案设计 (5)2.1设计思路 (5)2.2系统功能框图 (5)2.3硬件电路设计 (5)第三章系统硬件电路设计 (11)3.1 LM7805运算放大电路设计 (11)3.2数据转换的设计 (11)3.3晶振电路 (12)3.4 LCD1602与STC89C52电路图 (12)3.5串口电路 (13)3.6复位电路 (14)3.7系统总电路图 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1主程序流程图 (16)第五章系统调试 (22)5.1系统调试 (22)5.2软件调试 (22)5.3综合调试 (23)结论 (24)参考文献 (25)附录一原理图 (26)附录二 PCB图 (27)附录三实物图片 (28)附录四程序代码 (29)摘要介绍了基于单片机的气体检测系统设计方案，阐述了系统结构、硬件组成软件设计，实现了对一氧化碳、硫化氢和甲醛3种毒害气体的实时检测，并通过实验校准验证。
该系统具有体积小、成本低、工作可靠等特点，适用于现场环境安全检测。
AbstractThis paper mainly introduces the principle,the design of hardware anda software,and the entire application process of a kind of gas tesing syetem based on microcontrller.Poison gas contained CO,H₂O,CH₂O can be measured by this syetem.The system was corrected by experimentation.The system is small,cheap and reliable.It is mainly applied in some industry scene positiom monitoring.第一章设计背景与要求1.1研究背景随着人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视，室内空气品质状况受到越来越多的关注。
毕业设计(论文)-基于单片机的烟雾检测系统
基于单片机的烟雾检测系统摘要为了早期发现和通报有害烟雾，防止和减少危害，保护人身和财产安全。
烟雾报警器能给人们提前警示。
随着“信息时代”的到来，传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其需求越来越迫切,要求越来越高。
本文采用MQ-7型半导体电阻式烟雾传感器和AT89C2051单片机为核心技术设计的烟雾报警器，实现了烟雾报警、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能，对烟雾检测报警的实现技术进行了的有意义的探索与研究，在有害气体监测实现方面有一定的参考价值。
关键词烟雾报警器AT89C2051 传感器SMOKE DETECTION SYSTEM BASEDON SINGLE CHIPAbstractFor early detection and notification of harmful fumes, to prevent and reduce hazards and protect life and property safety. Smoke alarm can give people advance warning. With the "information age" the arrival of sensor technology has been significant progress, more and more widely its applications, its demand for more and more urgent, requiring higher and higher. In this paper, MQ-7-type semiconductor resistance type smoke sensor and AT89C2051 microcontrollers as the core technology smoke alarm designed to achieve a smoke alarm, alarm limit settings, delay alarm and serial communication with the host computer and other functions, the implementation of the smoke detection alarm Technology for a meaningful exploration and research, monitoring the achievement of the harmful gas have some reference value.KEY WORDS smoke alarm AT89C2051 sensor目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)1.1 问题由来 (1)1.2 课题现状 (2)1.3 论文的主要任务 (2)2 系统原理概述 (4)2.1 烟雾检测报警器的设计思路 (4)2.2 系统硬件组成原理 (4)2.3 烟雾传感器的选择 (5)2.4 运放与A/D的选择 (6)2.5 单片机系统部分 (9)2.5.1 单片机AT89C51介绍 (9)2.5.2 定时/计数器的结构及控制 (10)2.5.3 中断控制 (11)2.5.4 单片机外围电路介绍 (12)2.6 报警部分 (13)2.7 软件系统工作流程 (15)2.7.1 工作过程及程序设计 (16)3 系统设计 (17)3.1 系统的硬件设计 (17)3.2 软件设计 (19)3.2.1 A/D采样双通道流程 (19)3.2.2 报警流程设计 (20)4 系统的仿真 (23)4.1 A/D转换的仿真 (24)4.2 滤波及报警算法调试 (25)5 设计总结 (27)5.1 实现目标与特点 (27)5.2 结论及不足 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录1 (32)附录2 (33)1 绪论1.1问题由来随着社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，环境污染问题对人们的危害也越来越明显。
基于单片机的气体检测系统设计开题报告
2、课题来源填：“国家、部、省、市科研项目”或“企、事业单位委托”或“自拟课题”或“其它”；课题类型填：“设计”或“论文”或“其它”。
六、主要参考文献
[1]何希才,伊兵,杜煜.新型实用电子电路400例[M].北京：电子工业出版社,1999.2
[2]何希才.传感器及应用电路[M].北京：电子工业出版社,2001.3
[3]胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京：清华大学出版社,2002.1
[4]李群芳,黄建.单片微型计算机与接口技术[M].北京：电子工业学出版社，2002.7
[9]张红润,刘秀英.单片机应用设计200例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.7
[10]张伟.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2002．
[11]施文康.检测技术[M].北京：机械工业出版社，2007．
七、审核意见
指导教师对开题的意见：
指导教师签字：年月日
院系审核意见：
审核人签字：年月日
2．选该课题的目的：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。单片机具有通用性强、体积小、价格低、稳定可靠等优点，在智能产品、测控系统等领域得到了广泛的应用，本课题的可燃气体监测系统可显示被测气体的报警等级以及改变报警标准，当其电压值小于规定标准值时一切正常，当电压超过规定的标准值时根据蜂鸣器报警级数以此提醒人们危险。
三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证
1.实行方案
可燃气体检测的电路包含四方面的内容：一方面是如何组合测量电路与A/D转换器以完成信号到电压的转换，二是如何用单片机控制外围电路的显示，三是如何设计外围电路和单片机的接口电路，四是如何编写主程序、数据采集子程序、报警程序等程序。
基于单片机的室内有害气体检测仪的设计
检测。２）单片机的选择。单片机是把微型机算计的主要部分都集成在 级报警 ，由报警子程序调用显示报警气体的种类。此程序的编写为 ：首
— 个芯片上的单芯片微型计算机 ，考虑到该系统所需程序和数据空间 先将要显示的数据个位求出存入显示缓存区的第 １位，然后求出显示
较大 ，所 以选择 ＡＴ８９Ｓ５２单片机作为该系统 的核心。ＡＴ８９Ｓ５２是一种 数据的十位存人显示缓存区的第 ２位 。其他位送人川就可以不显示
性价 比的解决 方案 。
了使时间显示和数据显示不产生冲突，我们定义了数据显示标 志位
３ 系统软件 设计
ｆｌａｇｌ。时间显示子程序只被 Ｔ１中断服务子程序调用。当 Ｔ１中断服务
３．１ 数据采集模块 。首先系统数据采集子程序产生 ＡＤ５７４片选信 子程序判断 １秒的时间到达后就调用此程序。
号 ，然后根据系统检测子程序提供的检测对象信号 Ｐ选择所测气体或 ４ 结 论
污染 ；如室内空气质量 良好 ，则便携式室内有害气体检测仪 自动关闭。 位 ｄａｔａ ｈｉ与 比例常数高 ８位 ＣＯＮＨＩ相乘再加上进位标志位 ＣＹ，存
２ 系统硬 件 结构设计
人中间变量 ｄａｔａ３中。这样 ｄａｔａ３中的数据就是乘法结果的高 １６位的
２．１ 室内有害气体检测仪硬件组成 。携式室内有害气体检测仪的硬 低 ８位 ，而 ｄａｔａ３中的数据就是乘法结果的低 ｌ６位的高 ８位 。
关键词 ：室 内环保 ；有害气体 ；监测监控 ；单 片机
１ 基 于单 片机 的室 内有害气 体检 测 系统 的设 计
两个 １６位数的乘法指令所以需要编程实现。
系统组成及工作原理 ：由于室 内有害气体的释放是长时间缓 慢
先将要处理数据的高低八位分别存在两个 ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ型变量
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第
1
随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。例如，1995年7月，四川省成都市化工总厂液氯车间发生氯气泄漏，当场造成3人死亡，6人受伤，仅约一小时左右，市区范围数十平方公里范围内都能闻到刺激性的氯气味。因此，这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处理，才能将事故损失降低到最低水平。及时可靠地探测空气中某些气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处理方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体探测器，气体传感器近年来得到了很大的发展。气体传感器的发展。
内
容
熟悉掌握89C52单片机，AD转换器，显示模块的功能及硬件设计；熟悉掌握C语言的编程方法，对实际设计一款产品有一个清楚的认识；
基
本要Leabharlann 求要求设计出一个具有多路一氧化碳实时检测功能并能够进行超限判断，发出声光报警，并实时显示具体是哪路传感器报警的检测装置。
参
考
资
料
1．张志良，单片机原理及控制技术[M.]，北京：机械工业出版社，。
2．侯国章，测试与传感技术[M.]，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，。
周次
第1～3周
第4～7周
第8～11周
第12～14周
第15～18周
应
完
成
的
内
容
查阅相关资料，做基本需求分析。
进行系统整体架构设计。
进行系统详细设计；
系统的实现与调试，撰写论文。
完善系统及论文。
指导教师：卢辉斌
职称：教授3月1日
系级教学单位审批：练秋生
基于单片机的有毒气体检测系统的设计
本科毕业设计（论文）
基于单片机的有毒气体检测
系统的设计
袁博
燕山大学
6月
本科毕业设计（论文）
基于单片机的有毒气体检测
系统的设计
学院：
专业：
学生姓名：
学号：0
指导教师：
答辩日期：6月17日
燕山大学毕业设计（论文）任务书
学院：里仁学院 系级教学单位：电子工程系
学
号
学生
姓名
Single-chiplow-cost,automaticcontrolfunctionismorepowerful,stableoperation,environmentaladaptability,sothissystemisacorecomponentofthemicrocontrollerasacontrol.
Digitaltubetoclearthealarmnumberisdisplayed,eveninlowlight,sousethedigitalcontroltodothedisplaymodule.
Thispaperdescribesamicrocontroller-basedtoxicgasdetectionsystemdesignprocess,includinghardwaredesign,softwaredesign,computersimulationandphysicalproduction.
关键词一氧化碳；单片机；检测；报警
Abstract
ContainingCO(carbonmonoxide)andothertoxicgasesincoalmines,isoneofthesourceofthehazardsinthecoal,leadingtoamajoraccidentfactors;family,agasleakinashorttimetoproducelargeamountsofcarbonmonoxide,endangeringthelifesafety.Researchanddevelopmentofthecarbonmonoxidegasdetectioninstrumentshavebeenanissueofconcern.
3月5日
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。对一氧化碳气体检测仪表的研究和开发也一直是人们关注的问题。
本系统利用51单片机做核心控制模块，利用MQ-7一氧化碳传感器探测一氧化碳。实时监控多处一氧化碳浓度变化，如果某处一氧化碳浓度过高，系统将发出声音报警，并显示报警传感器号码，提醒人们及时抢险。本系统可用于家庭环境，也适用于工业环境。
MQ-7COsensorhashighsensitivitycarbonmonoxide;longlife,lowcost;cansimpledrivecircuit.Therefore,itissuitableforindustrialandhouseholdcarbonmonoxidedetector.
Thesystemuses51microcontrollertodothecorecontrolmodule,theuseoftheMQ-7COsensortodetectcarbonmonoxide.Real-timemonitoringofmultiplecarbonmonoxideconcentrationchanges,ifsomewhereinthecarbonmonoxideconcentrationistoohigh,thesystemwillsoundanalarm,andalarmsensornumbertoremindpeopletorescueinatimelymanner.Thissystemcanbeusedtothefamilyenvironment,andalsoappliestotheindustrialenvironment.
专 业
班 级
0
题
目
题目名称
基于单片机的有毒气体检测系统的设计
题目性质
1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；
理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）
2.文管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）
题目类型
1.毕业设计（√）2.论文（）
题目来源
科研课题（）生产实际（√）自选题目（）
主
要
由于单片机成本低廉，自动控制功能比较强大，运行稳定，环境适应性好，因此本系统采用单片机做控制的核心元件。
MQ-7一氧化碳传感器对一氧化碳的灵敏度高；长寿命，低成本；简单的驱动电路即可。因此，很适用于家庭的一氧化碳检测。
数码管能清晰的显示报警的房间号码，即使在光线较暗时，因此选用数码管做显示模块。
本文主要叙述了基于单片机的有毒气体检测系统设计的全过程，包括硬件电路设计、软件设计、电脑仿真和实物制作。