单片机课程设计——煤气自动检测报警系统

单片机课程设计

——任务说明书

题目：煤气浓度检测系统

所在院系：机电汽车工程学院

专业：机101-4班

学号：

姓名：

完成日期： 2013/6/6

指导教师：姜风国

烟台大学

摘要

随着时代的发展，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，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。

课程设计任务书

◆1、前言 (4)

1.1、煤气检测报警器的意义 (4)

1.2、煤气检测报警器的应用 (4)

1.3、煤气泄漏的危害 (5)

◆2、总体电路设计 (6)

2.1、总体电路的系统框图 (6)

2.2总体电路图工作原理 (6)

◆3、单元电路及器件的设计与分析 (8)

3.1、单片机AT89C51介绍 (8)

3.2、数模转化ADC0804介绍 (10)

3.3、数码管LED介绍 (12)

3.4、蜂鸣器报警介绍 (13)

◆4、程序清单 (15)

◆5、总结 (20)

◆6、参考文献 (21)

◆7、主要元件清单 (22)

1、前言

1.1、煤气检测报警器的意义

近年来，全国煤气行业发展迅猛，液化气、天然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输”工程的快速进展，燃气行业发展潜力巨大。城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。但是随着燃气的广泛应用，由于燃气泄露所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄露而引发的爆炸及火灾事故。因此本设计意义重大。

1.2、煤气检测报警器的应用

煤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，供煤气报警器后级线路处理。经过电子线路处理变成浓度成比例变化电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经处理、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，煤气报警器发出蜂鸣报警信号。

燃气报警器可分为民用可燃气体报警器、工业用可燃性气体报警器、有毒有害气体报警器三大系列产品。

(1)民用可燃气体报警器民用可燃气体报警器为居民家庭用的燃气报警器,一般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器可发出声音报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。

(2)工业用可燃性气体报警器及有毒有害气体报警器工业用可燃性气体报警器及有毒有害气体报警器只是检测探头有差异，而在原理和应用中都很相近。工业用燃气报警器及有毒气体报警器根据检测

环境的不同，也可分为检漏仪、控制器和探测器。

检漏仪的体积较小，可随身携带或手持，主要应用于燃气管理的查漏与巡检。若有燃气泄漏，检漏仪便会发出声音报，同时数字显示气体浓度，以便及时采取安全措施，防止爆炸等恶性事故的发生。

控制器与探测器结合使用，可在防爆现场长期监测气体的浓度。探测器安装在防爆现场，控器壁挂在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽电缆线连接。当在现场的探测器探测到燃气泄漏之后，通过屏蔽电缆线将信号传到控制器，控制器发出声音警，确保安全。此种仪器广泛应用于液化气站、汽车加气站、锅炉房等工业场所。

1.3、煤气泄漏的危害

一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状

50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度

200ppm 2-3小时后，轻微头痛、乏力

400ppm 1-2小时内前额痛；3小时后威胁生命

800ppm 45分钟内，眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；

2-3小时内死亡

1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心；1小时内死亡

3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心；25-30分钟内死亡

6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心；10-15分钟死亡

12800ppm 1-3分钟内死亡

2、总体电路设计

2.1、总体电路的系统框图

总体电路图如下所示，在本电路图中使用定值电阻R1和电阻器RV3串联分压一模拟气敏传感器的输入模数转换芯片ADC0804后通过DB0..DB7引脚接入主芯片AT89C51中，至此完成数模转换。

经过主芯片AT89C51的控制输出，从P0引脚输出接到LED数码管显示气体PPM数值，其数值以5毫秒每次的频率检测当前数值。将数码管所得到的数据反馈到主芯片AT89C51的P2.0..P2.3中，当所得到的PPM数值达到300时，警报激发，由蜂鸣器开始发出警报。