家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计

摘要随着经济和科学技术的快速发展,人们对生活质量的提高和生活环境的改善越种无色无味同时这些气体燃料在使用中，若管道和阀门密封不好，它们泄露出去，轻者引起中毒，重者造成火灾，危及人们的生命财产。由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了，研究各种气体的检测方法与气体传感器也随之成为一个重要课题。本论文主要实现管道煤气泄露的测量与报警，系统主要以半导体气体传感器为研究对象，以单片机为核心构成一个具备数据采集、对象控制、结果显示、数据通LabVIEWI/O关键词：气体传感器，单片机，数据采集，LabVIEW1页1页26页作者第2页2页26页作者第目录第一章绪论 1论文研究来源、目的和意义 1论文研究来源 2论文研究目的和意义 2可燃性气体报警器的国内外现状 3本论文主要任务 3第二章煤气泄露自动测试总体设计 4设计要求 5煤气泄露测试的功能 5煤气泄露测试系统框图 52.1.2煤气泄露测试的各个功能模块 6设计原理 7气体传感器介绍 7气体传感器的选定 7数据处理 8传感器非线性信号处理 9数字滤波处理 9第三章煤气泄露自动测试硬件设计 9温度补偿电路 11OP07低噪声高精度运算放大器 11温度补偿 123.2模/数转换器ADC0809123.2.1ADC0809的介绍123.2.2引脚功能133.2.3主要特性143.3单片机AT89C51的概述153.3.1AT89C51简介153.3.2主要性能参数153.3.3管脚说明163.4声光报警与LED显示193.4.1声光报警单元193.4.2LED显示203.5排气扇控制系统与切断阀213.5.1光电隔离器213.5.2继电器选择223.5.3光电隔离电路23224.1RS-232接口总线22结论24谢辞2526家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计1页1页26页作者第2页2页26页作者第第一章绪论论文研究来源、目的和意义论文研究来源常生活中。但是可燃性气体在给我们带来极大便利的同时，也存在巨大隐患。可燃性气体发生泄漏达到爆炸极限后，一旦有火源作用，便会引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至会危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对这些可燃性气体进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中可燃性气体的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究可燃性气体的检测方法与研制可燃性气体报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。论文研究目的和意义可燃性气体通常指城市煤气、石油液化气、汽油蒸汽、酒精蒸汽、天然气以及煤矿瓦斯等[1]。这些气体主要含有烷类、烃类、烯类、醇类、苯类以及一氧化碳和氢气等成分，易燃、易爆、贮存和使用这些气体的过程中，如违反操作规程和设备密封不好，都有可能发生可燃气体泄漏现象，进而酿成火灾或爆炸事故，给国家和人民的生命财产造成损失。可燃性气体检测报警装置是能够检测环境中的可燃性气体浓度并具有报警功能的仪器。该报警装置是石油化学工业、有可燃性气体泄漏可能的生产工厂及家庭防火防爆必备的仪器。可燃性气体报警器属于《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中第46项，它归类于物理化学计量器具。《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)第10.3.2条明确规定:“散发可燃气体、可燃蒸汽的甲类”2003年12年10并合乎国家相关规定的报警器具有极其重要得意义。目前我国已有许多城市铺设了煤气管道，使用人口约达二亿人，煤气发生基地及中转站也达几千家。如果这些家用燃气和煤气基地及中转站的报警率按10%计算，可燃性气体检测报警器的需求量就达2000万台以上。随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高，这个数字会继续增长。2006量已达近1300万座，这就为检测沼气（主要成分是甲烷）浓度的仪器提供了市场。可见，可燃性气体报警器具有十分广阔的市场前景。可燃性气体报警器的国内外现状国外从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器1996年~2002年气体传感器年均增长率为27%~30%更加利于生产、运输及市场推广。1963年512其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。我国在70年代初期开始研制可燃性气体报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，进行研究与开发形成自己的特色。近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步。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。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，报警器可发出声光报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。有的报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外；有的报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏。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家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计PAGE9页PAGE9页26页作者第8页PAGE8页26页作者第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，检漏仪便会发出声光报警，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，控制器发出声光报警，同时启动排风装置或关闭电磁阀切断气源，以确保安全。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。本论文主要任务CO测的检测与报警。数据采集模块利用单片机实现气体浓度实时采集、电路状态信号采集及数据预处理；数据传输模块将检测信号传输到计算机;计算机I/O接口为计算LabVIEW第2章煤气泄露自动测试总体设计设计要求煤气泄露测试的功能CO气体LED显示屏将CO气体浓度显示出来，当气体浓A/DLED数码显示、输入键盘、声光报警单元、光电隔离技术和切断阀、RS-232通信模块。煤气泄露测试系统框图预警设置预警设置温CO传感器度补偿运算放大A/D转换数码显示单片机参数设置继电器光排气扇电隔离接口通信接口切断器上机位图2-1系统框图系统工作流程为:由装在室内的CO传感器获得被测量对象(室内CO浓度)原始信A/D的数字量信号,再由单片机进行数据处理,得到最终的室内环境CO浓度值,将此数据态,则有可能排气扇未能打开,或者房间发生严重CO泄露事故,此时启动预警信号进具体技术指标如下：应用范围：工业生产和人民生活中的CO检测；检测对象：CO及他们的混合气体；：CO:0～1000ppm；检测精度：CO优于20ppm；报警浓度：100ppm～300ppm响应时间：≤30ms；电池电压：+12V；：-20～+70℃；工作湿度范围：10～95%RH。煤气泄露测试的各个功能模块CO气体LED显示屏将CO气体浓度显示出来，当气体浓A/DLEDRS-232通信模块。设计原理气体传感器介绍以分为六大类：半导体气体传感器。固体电解质气体传感器。接触感染式气体传感器。电化学式气体传感器。光学式气体传感器。高分子气体传感器。气体传感器应满足的基本条件一个气体传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。但是，任何一个完整的气体传感器都必须具备以下条件：对检测信号响应速度快，重复性好。长期工作稳定性好。使用寿命长。制造成本低，使用与维护方便。气体传感器的选定气体传感器是本系统检测的起点也是系统的核心和重点，选择合适的传感器成为决定系统成功的关键。CO气体传感器属于气敏传感器，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。传感器作为传感器的选型是非常重要的。由于监控系统最关键的部分在于室内一氧化碳气体浓度的检测,本系统考虑到室内空气中一氧化碳含量的大致范围,结合国家环境空气质量标(GB3095—1996)规定的一氧化碳分级标准,我们选用了Motorola生产的一种专门用于家庭用途的MGS1100型一氧化碳气体传感器,MGS1100一氧化碳传感器是一种应用全微电子工艺制成的半导体气体传感器，作为CO敏感元件，对CO响应的选择性好，并具有灵敏度高，稳定性好等特点在信号采集的同时加以温度补偿。它是在微型硅桥结构中嵌入的加热器上制作一层SnO2薄膜,这种结构不仅使得SnO2薄膜对CO气体在很宽的温度范围内具有敏感性,而且硅膜减少热传导的热损失,从而大大降低了功耗。图2-2传感器管脚与基本测量电路图其中24端为加热器的电源接线端,13CO,SnO2CO浓度的变化而变化,CO浓度越大,SnO2为取得传感器输出信号的基本电路图,VhRSRL串联接到工作电压VCC两端,由此可得关系:VRL=RL²VCC/（RL+RS）传感器阻值RS随着CO浓度的增大而减小时,输出负载电压VRL逐渐变大,所以通过测量负载电压即可反应出被测对象的COMGS1100型一氧化碳气体传感器的特-20～70°，零点漂移为PPM<10。数据处理传感器非线性信号处理人们使用传感器时总希望传感器的输出量和它所测量的输入量呈线性关系,但由于传感器内部因素和测量误差等原因,传感器的输入—输出特性在整个测量范围内往往不是严格的直线关系。在本系统中测量得到的是经传感器和采集电路变换的电压信号,为了真实地反映被测量的CO浓度值,需要将根据系统特性在测量范围内将环境浓度与采集电压之间的关系作一个误差尽可能小的标定,依据此标定关系,将测量得到的电压信号真实地转化成被测环境的CO浓度值。本系统采用的是分段插值法来对系统测量值和目标值进行标定的。数字滤波处理数字滤波的方法有很多种,可以根据不同的测量参数进行选择。下面介绍几种常用得数字滤波法：程序判断滤波中值滤波算术平均值滤波滑动平均滤波RC低通数字滤波加权平均值滤波本文采用的是中值滤波法,下面主要介绍中值滤波法：N次(一般N取奇数),然后把N次的采样值从小到大(或从大到小)排队,再取中间值作为本次采样值中值滤波对于去掉偶然因N个采样值从小到大(或从大到小)进行排N个数据按大小排序的具体做法是两两进行比较,设R0据区首地址,先将((R0))与((R0)+1)进行比较,若((R0))<((R0)+1),则不交换存放位((R0)+1)与((R0)+2)N-1将N个数从小到大顺序排列。第3章煤气泄露自动测试硬件设计温度补偿电路OP07低噪声高精度运算放大器OP07高精度运算放大器具有极低的输入失调电压，极低的失调电压温漂，非常低的输入噪声电压幅度及长期稳定等特点。可广泛应用于稳定积分、精密绝对值电路、比较器及微弱信号的精确放大，尤其适应于宇航、军工及要求微型化、高可靠的精密仪器仪表中。特点是失调电压为10μv，失调电压温度系数为0.2μv/℃，长期稳定度为0.2μv/月，无需调零，无需外补偿和外接保护元件。最显著的特点是：4000V（普通OP07的静电损伤阈值电压约为700-1000V）。由于增加了保护电路，改善了器件的抗电浪涌性能。具有更低的输入失调电压，典型值约为几个微伏。两个运算放大器的参数一致性好。采用A10.3mmＸ7.9mm,小于两个单片OP-07运算放大器的体积,节约了安装空间。管脚功能排列标准化,与OPA2277、OP727电子系统前置放大、误差放大、直流信号放大、直接耦合放大、仪表放大器、双路匹配放大等要求高精度、低漂移、高可靠及抗静电等信号处理的场合。2. 特点低的输入噪声电压幅度—0.35μVP-P(0.1Hz～10Hz)极低的输入失调电压—10μV极低的输入失调电压温漂—0.2μV/℃具有长期的稳定性—0.2μV/月低的输入偏置电流—±1nA高的共模抑制比—126dB宽的共模输入电压范围—±14V家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计第PAGE26第26页26页作者第PAGE25第25页26页作者宽的电源电压范围3V～±22V可替代725、108A、741、AD510等电路温度补偿如图3-1示为温度补偿电路图3-1温度补偿电路/ADC0809ADC0809的介绍ADC0809具有8个通道的模拟输入线(IN0～IN7)，可在程序控制下对任意通道进行A/D转换，获得8位二进制数字量(D7～D0)。模拟输入部分有8路多路开关，可由3位地址输入ADDA、ADDB、ADDC的不同组合来选择，ALE为地址锁存信号，高电平有效，锁存这三条地址输入信号。主体部分是采用逐次逼近式的A/D转换电路，由CLK控制的内部电路的工作,START为启动命令，高电平有效，启动ADC0809内部的A/D转换，当转换完成，输出信号EOC有效，OE为输出允许信号，高电平有效，打开输出三态缓冲器,把转换后的结果送DB。ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D8路模拟开关、地址锁存与8位开关树型D／A它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。引脚功能ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，下面说明各引脚功能。IN0～IN7：8路模拟量输入端。D0～D7：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ALE：地址锁存选通信号，输入高电平有效。START：A／D转换启动信号，输入高电平有效。EOC：A／D转换结束信号，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压输入端,它们决定了输入模拟电压的最大值和最小值.VCC：电源，接＋5V。GND:接地。图3-2ADC0809管脚图主要特性8路8位A／D转换器，即分辨率8位具有转换起停控制端转换时间为100μs单个＋5V电源供电模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准工作温度范围为-40～＋85摄氏度低功耗，约15mWADC0809的工作过程是：当模拟量送至某一输入通道IN0后，CPU将标识该通道编码的三位地址信号经数据线或地址线输入到ADDCADDBADDA3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D,EOCA／D这个信号可用作中断申请。转换结束,OE输入高电平，EOC可作为中断请求信号,转换结束后，可通过执行IN指令，设法在输出允许OE脚上形成一个正脉冲，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。AT89C51的概述AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemor）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是一种带2K单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存MCS-518位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要性能参数²与MCS-51兼容²4K²寿命：1000写/擦循环²数据保留时间：10年²全静态工作：0Hz-24Hz²三级程序存储器锁定²128³8位内部RAM²32可编程I/O线²两个16位定时器/计数器²5个中断源²可编程串行通道²²片内振荡器和时钟电路功能特性概述：AT89C514K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM,32个I/O口线，两个16位定时器，一个5向量两级中断机构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0HZ的静辑操作，并支持两种软件可选CPU/RAM管脚说明VCC：供电电压,接+5V电源正端。VSS：接地,接+5V电源地端。P0口为一个8位漏级开路双向I/O8TTLP1管脚第一次写1P0定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O4TTLP1口管脚写入1口被外部下拉为FLASH为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址“1”P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O4个TTL当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。P3口除了做一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能表3-1P3口第二功能引脚引脚P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7备选功能串行输入口/INT0（0）/INT1（外部中断1）T0（记时器0外部输入）T1（记时器1外部输入）/WR（外部数据存储器写选通）/RD（外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。图3-3AT89C51管脚图/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。时钟振荡器：AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1XTAL2用户还可以采用外部时钟，在这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。显示声光报警单元CO所占的比例超标时，就应该通过声光方式发出警报，防止由于CO生的意外事故。本设计中的声光报警部分包括蜂鸣器以及红、黄、绿三个LED报警指示灯。声光报警表现形式如下：(１)绿色灯点亮表示传感器检测到CO气体，但没达到下限值，一切正常，此时红色和黄色熄灭，蜂鸣器不发声；黄色灯点亮表示传感器检测到CO此时红色灯和绿色灯熄灭，蜂鸣器不发声；红色灯点亮时表示被测得CO熄灭，蜂鸣器发出报警，通知用户；单片机本身I/OPNP极管，这样能够使蜂鸣器的声音更加响亮，起到更好的报警作用。三极管基极的电路保证了只有在单片机输出低电平时，蜂鸣器才会发声，避免了误报警的发生。声光报警单元与单片机的连接图如下：LED显示

图3-4声光报警电路LED数码显示器是一种由LED个LED发光二极管，其中7个用于显示字符，1个用于显示小数点，故称之为7二极管数码显示器。驱动LEDLEDP——LED——限流电阻——PLEDPLED发光用的，发光管亮的时候电流是从电源正——上拉电阻——LED——地。这时上拉电阻P口为高电位或高阻状态发光管暗的时候电流是从电源正——上拉电阻——P口，这时LED无电流流过，P口为低电位，限流电阻上流过电流全部从P口流入。要从单片机的输出驱动能力开始讲起。单片机输出驱动分为高电平驱动和低电平驱动两种方式，所谓高电平驱动，就是端口输出高电平时的驱动能力，所谓低电平驱动，就是端口输出低电平时的驱动能力，当单片机输出高电平时，其驱动能力实际上是靠端口的上拉电阻来驱动的，实际测试表明，51在330K330KLED1Kled1020个led1020个1K01020个上拉电阻被无用的导通，假设每个电阻的电流为5mA计算，20个电阻就是100mA，这将造成电源效率的严重下降，导致发热，纹波增大，以至于造成单片机工作不稳，因此很少有采用高电平直接驱动ledled300时，尽管内部的上拉电阻也是消耗电流的，但是由于内部的上拉电阻很大，有330K，因此消耗电流极小，基本上不会影响电源效率，不会造成无用功的大量消耗，因此51单片机是不能用高电平直接驱动led只能用地电平直接驱动led，即只能用共阳数码管，而不能直接用共阴数码管本设计通过观察LED数码显示器显示CO浓度值，判断CO浓度值是否超过上限值，如果超过，自动报警，同时打开排气扇，使CO浓度降低。如果超过下限值，切断阀闭合，以便达到正常状态。排气扇控制系统与切断阀光电隔离器在开关量控制中，最常用的器件是光电隔离器。光电隔离器的种类繁多，常用的有发光二极管///以及发光二极管/光触可控硅等。光电隔离器有GaAs过时，即产生人眼看不见的红外光，其光谱范围为700~1000nm照以后便导通。而当该电流撤去时，发光二极管熄灭，三极管随即截止。利用这种特性即可达到开关控制的目的。由于该器件是通过电—光—设备进行控制的，彼此之间没有电器连接，因而起到隔离作用。隔离电压与光电隔2500v装形式的隔离电压一般为5000—10000v般为10mA10mA输出电流的大小将决定控制输出外设的能力。继电器选择继电器是电气控制中常用的控制器件。一般由通电线圈和触点构成。当线圈通电时，由于磁场的作用，使开关触点闭合（或打开）。当线圈不通电时，则开关触点断开（或闭合）。一般线圈可以用直流低电压控制；而触点输出部分可以直接与220V连接；有时继电器也可以与低电器配合使用。继电器有电磁继电器，干簧管继电器，固态继电器（半导体继电器）等电磁继电器热敏干簧继电器固态继电器（SSR）本次设计采用固态继电器下面对固态继电器作一下详细介绍：中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。固态继电器（SSR）是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和质上相同的功能。固态继电器的分类：按工作性质分有直流输入-交流输出型，直流输入-直流输出型，交流输入-交（面板安装），按工作性质分有直流输入-交流输出型，直流输入-直流输出型，交流输入-交（面板安装），型。按元件分有普通型和增强型。固态继电器优缺点：优点：多数产品具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（TTL、DTL优点：多数产品具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（TTL、DTLHTL）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等。号直接驱动大电流负载等。缺点：存在通态压降，需要散热措施，有输出漏电流，交直流不能通用，触点组数少，成本高。(4)固态继电器应用领域：(4)固态继电器应用领域：由于固态继电器的内在特点，自问世以来以进入电磁继电器的大多数领域，在少数领域以完全取而代之。(5)基于上述介绍，固态继电器不是直接接温度控制器，温控器仅是一个传感元件，相应的还得有电源和其它辅助电路。虽然继电器本身有一定的隔离作用，这里还是采用光电隔离器进行隔离。光电隔离电路前向和后向通道中获得广泛应用。图3-5光电隔离技术电路如图3-5所示，当开关量P2.2输出为高电平时，经反向驱动器7406变为低电平，使发光二极管发光，从而使光敏三极管导通，进而使晶体管8050导通，因而使继电器J的线圈通电，继电器触点闭合，使～220V电源接通，从而打开排气扇，使CO浓度降低。反之，当P2.2输出低电平时，使S1断开。图中所示电阻R1为限流电阻，二极管V的作用是保护晶体管8050。当继电器J吸合时，二极管V截止，不影响电路工作。继电器释放时，由于继电器线圈存在电感，这时晶体管已经截止，所以会在线圈的当感应电压与VCC之和大于晶体管8050V流过，从而使晶体管8050得到保护。切断阀控制电路与排气扇装置电路类似，只是将风扇换成切断阀，原理相似。第4章接口总线4.1RS-232接口总线RS-232C是美国电子工业协会(EIA)正式公布的，在异步串行通信中应用最广的标准总线。该标准适用于DICE和DTE间的串行二进制通信，最高数据传送速率可达19.2Kbps，最长传送电缆可达15米。RS-232C标准定义了25根引线，对于一般的双向通信，只需使用串行输入RXD，串行输出TXD和地线GND。RS-232C标准的电平采用负逻辑，规定+3～+15V之间的任意电平为逻辑“0”电平，-3～-15V之间的任意电平为逻辑“1”电平，与TTL和CMOS电平是不同的。在接口电路和计算机接口芯片中大都为TTL或CMOS电平，所以在通信时，必须进行电平转换，以便与RS-232C标准的电平匹配，MAX232芯片可以完成电平转换这一工作。RS232C是一种电压型总线标准，可用于设计计算机接口与终端或外设之间的连接，以不同的极性的电压表示逻辑值。中的数据送到上位机进行处理，从而减轻单片机系统的负担。由于单片机与上位机进行通信时接口电平不同，因此需要进行接口转化，这里采用MAX232口电平的转化。每次一个二进制位移动的，他的优点是只需一对传输线进行传送信息，因此其成本低，适用于远距离通信，他的缺点是传送速度低，串行通信有异步通行和同步通信两种基本通信方式，同步通信适用于传送速度高的情况，其硬件复杂，而异步通信应用于传送速度在50-192001校验位（可省略）和1位停止位4具体的数据格式和波特率（通信协议）。/接收。R1out接AT89C51的RXD，T1in接AT89C51的TXD，T1out接PC机的接PC机的TDMAX232MAXIMMAX232/MAX232A/MAXIMEIA/TEA2232E的标准而设计的，他们在EIA/TIA2232E标准串行通信接口中日益得到0.1μF或1μF，采用双列直插封装形式、接收器输出为三态TTL/CMOS等优越性，为双组RS-232接收发MAX232外围需要4个电解电容，是内部电源转换所需电容，其取值均为1μF/25V宜选用钽电容并且应尽量靠近芯片。图4-1MAX232接口的硬件接口电路本设计中系统采用11.0592MHz晶振，波特率采用1200b/s。串口是本系统与外界通信的唯一通道，通过RS-232串口单片机系统可以和PC机进行通信，可以从PC机下载最新的数据，也可以将检测结果上传至PC机。由于每一个气体传感器的参数都不完全一样，所以在ＣＯ检测仪出