基于51单片机的煤气泄漏检测及报警调研报告毕业论文

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，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

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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

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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。同时，结合自己所学的知识，取长补短，提出相应的的实现方案。因此，实习调研时一项非常重要的工作。在实习调研过程中，学生需要完成两项工作。第一，文献资料检索与查询：了解国内外与毕业设计课题相关的先进技术和发展趋势；了解现有常用技术、方案的优缺点；了解与毕业设计课题有关的硬件、软件开发的思路。第二，方案的提出：学生需要认真分析各种技术、方案的优缺点，并通过独立思考，提出自己的实现方案。

我的毕业设计题目是“基于MCS-51系列单片机的煤气防漏安全系统设计”。 在市面上有很多煤气检测仪，但都是要有人在场的情况下使用，在无人在家时发生煤气泄漏怎么办？我们就需要一个智能煤气泄漏检测报警系统。这个系统不仅能自动关闭电磁阀更能通知值班室的人员进行检测。可以作为智能小区的一个组成部分。

在实习调研过程中，我按照调研任务的基本要求，完成了以下工作：首先，分析了现有的防盗产品的设计方法、相关电路、各自的优缺点；其次，分析了煤气泄漏检测系统的基本需求；最后，结合智能小区的发展，增加的小区总体监控的功能，提出了“基于51系列单片机煤气泄漏检测及报警”的设计方案。这些工作对于按时、高质量地完成毕业设计课题具有重要的指导意义

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第一章 煤气报警器和煤气泄漏报警需求分析

1.1煤气报警器现状

近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或设备老化等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。目前，一般的煤气报警器功能单一，或是必须手动复位阀门系统，性能稳定性低；而大型的监控系统又价格不菲，需专门的技术人员来管理，不适用于中小企业和家庭。

家用煤气泄漏报警器是非常重要的燃气安全设备，它是安全使用城市燃气的最后一道保护。燃气泄漏报警器通过气体传感器探测周围环境中的低浓度可燃气体，通过采样电路，将探测信号用模拟量或数字量传递给控制器或控制电路，当可燃气体浓度超过控制器或控制电路中设定的值时，控制器通过执行器或执行电路发出报警信号或执行关闭燃气阀门等动作。可燃气体报警器的探测可燃气体的传感器主要有氧化物半导体型、催化燃烧型、热线型气体传感器，还有少量的其他类型，如化学电池类传感器。这些传感器都是通过对周围环境中的可燃气体的吸附，在传感器表面产生化学反应或电化学反应，造成传感器的电物理特性的改变。燃气泄漏报警器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。

按检测气体可分为：可燃气体报警器，有毒气体报警器和复合式气体报警器，气体报警器使用不同传感器检测不同气体，复合式气体报警器可同时检测可燃和有毒气体。按使用环境可分为：工业用气体报警器和家用燃气报警器。按自身形态可分为固定式气体报警器和便携式气体检测仪。

燃气泄漏报警器从功能上可分为仅有泄漏报警功能的泄漏报警器和可以指示所探测到的燃气浓度并具有报警功能的检测报警器；从使用场所上可分为民用燃气泄漏报警器和商用报警器。民用报警器通常是独立的在住宅中使用的燃气报警器，功能较简单；商用报警器主要使用燃气的运输、储存场所、使用燃气和可能有燃气泄漏的的工厂和公共场所。城市燃气规范中规定地下室、半地下室、地上密闭空间的用气房间、建筑的管道井、封闭计量表房等都要安装燃气报警器。建筑和燃气的相关规范和法规也推荐使用民用燃气泄漏报警器。

工业用固定式气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制，探测器安装于气体最易泄露的地点，其核心部件为内置的气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。

便携式气体检测仪为手持式，工作人员可随身携带，检测不同地点的气体浓度，

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便携式气体检测仪集控制器，探测器于一体，小巧灵活。与固定式气体报警器相比主要区别是便携式气体检测仪不能外联其他设备。

燃气报警器的核心是气体传感器，俗称“电子鼻”。这是一个独特的电阻，当“闻”到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，燃气达到一定浓度，电阻达到一定水平时，传感器就可以发出声光报警。什么叫声光报警？燃气泄漏使室内浓度达到报警器浓度后，报警器的红色指示灯亮，蜂鸣器发出“辟-辟-”的报警声，所以叫做声光报警。

1.2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

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