报告家居环境可燃气体监测系统设计

家居环境可燃气体监测系统设计摘要：本设计提出了一个基于MQ-2传感器和STC12C5604AD单片机的家居环境可燃气体监测系统的设计方案。本设计主要包括七个组成部分：电源模块、传感器电路模块、MCU控制模块、LCD显示模块、报警电路模块、串口通信模块和上位机模块。本系统的MCU采用自带ADC功能的增强型51单片机STC12C5604AD。传感器MQ-2将可燃气体浓度信息转换成电压信号，由MCU的ADC采集电压，将电压值通过换算转换成对应的浓度值用于LCD显示，并通过串口将浓度值发送给上位机。上位机部分实现对可燃气体浓度曲线的动态显示，报警浓度门限设置以及对报警装置的控制等功能。关键词：可燃气体监测系统，MQ-2，STC12C5604AD，上位机Abstract：ThisdesignputsforwardaschemeofcombustiblegasmonitorbasedonsensorofMQ-2andSTC12C5604ADmicrocontroller.Thisdesignmainlyincludessevenparts:powersupplymodule,sensormodule,MCUcontrolmodule,LCDmodule,alarmcircuitmodule,serialportcommunicationmoduleandaPCmodule.ThesystemUSEStheMCUofSTC12C5604ADwhichincludeADCfunction.SensorMQ-2willconvertflammablegasconcentrationinformationintovoltagesignal,UsingtheADCtocollectthevoltage,TheMCUconvertthevoltagevalueintothecorrespondingconcentrationvaluesforLCDdisplay,AndsenttheconcentrationvaluestoPCthroughtheserialport.ThePCrealizecombustiblegasconcentrationcurvedynamicdisplayfunction,alarmvaluesettingandthealarmdevicecontrolandotherfunctions.Keywords：Combustiblegasmonitoringsystem,MQ-2,STC12C5604AD,PC目录TOC\o"1-2"\h\z\u1前言12总体方案设计22.1设计方案比较22.2方案论证32.3方案选择33单元模块设计43.1特殊器件介绍4屿3.哨2撞电路板参数薯的计检算及脏元器他件的拢选择谨7拐3.陶3责各单膝元模枯块功后能介匹绍及离电路滩设计醒8决3.牺4安各单缎元模锁块的登联接誉12刃4店软件春设计芒13益4.君1领软件显设计联原理润及设强计所蔑用工用具汉13呈4.虹2况系统填软件五设计慧结构策图及供其功赵能席13雄4.叼3垮主要助软件独设计户流程叹框图扇及说腰明兵14协5弄系统狠调试违18狮5.并1鸽硬件锐调试零18陵5.侨2配软件选调试捧18桃5.围3贝总体绍功能泄调试谷20驾6扯系统绩功能朱、指蝶标参缎数拨22胜6.资1少系统洞实现早的功裂能善22局6.达2缩系统坚指标更参数扩测试型23烟6.储3蹦系统饼功能调及指惧标参践数分趋析冤23寻7形结论占24火8姥总结鸣与体歪会俘25变8.粮1往设计浮小结委25更8.碎2撤设计柏收获同体会图25设9肌致谢光26悔10闷参考讯文献们27玻附录爽1仔系统炒原理伐图申28业附录今2至系统割PC垃B功电路划图久24法附录随3忧相关输设计决软件载30烤附录您4究外文涝资料券翻译迎35娘1前弹言矩在生肃活中现，充煤气描中毒某和瓦头斯爆形炸时云常发计生，糖威胁收人们缎的生阔命和历财产雀安全连,而员这些友伤害稍都源坝于赢无色妹无味慰的可姨燃气驾体掀。赢在不沉借助阶仪器腔设备格的情开况下腾，徒可燃杂气体杨的泄叶露块很难柳被人帮所发验现，换但可罗能此易时已染经构轻成了馆安全树隐患净。随咐着人壶们的矮安全槐意识称的加边深，烈人们昼开始低重视谨对可嫌燃气觉体泄毁露的晓检测话，目述前国麻内市表场上绕可燃钩气体主检测眠设备蛮种类境较多陪，但羡普遍汁价格丰比较疤昂贵傲、体茎积较础大烂，得争不到景很好助的普蜘及祸。形为了关保护宵人们枝的生捧命财匀产安侍全，尼普及胜可燃球气体乳检测遣器的些应用喝，我抵们提糠出了损一个休成本循相对锈较低倾、体舒积小君巧钉、灵筹敏度蜜高影的库家居浙环境京可燃疗气体帽监测赤系统兄的设纠计方矮案蚁。雀由于毙可燃过气体楼本身跟的危剃险性泳和对率人民准的旦生产盼生活群造成作的巨宵大危扛害，倾瓦斯示气体蹈的颤监控互和报条警是例一项赏必要愚的工愧作。名瓦斯果气体穿监控凯与考报警贝仪元是利故用气筛体传廉感器档技术络，朋将气柱体浓肉度转霸换成唱电压介输入积到侄AD弱C毅电路家，通常过一传定的灿电观压概与浓换度的男关系致算法齐，计菜算出吼检测析到的排瓦斯泻浓度某，并域和菊门限强浓度挨值进芬行比者较，禽当斯超出软系统宅设定墓的域铁值时音进行潮相应颠的声泰光报代警，独提醒午人醋们等进行帽相应脱的处雾理，互组织仇人员坝撤离河并板对章该场烦所及进行钻通风杠排气义，避格免事漫故的维发生虾造成副人身润和财额产伤禾害鲜，对痒现在铁的家怀庭、税作业格场地区安全穗起着鞠非常营重要也的捧保护梅作用况。棍基于卧种种啦社会马想法蚁，渐笔者毒所设动计一逐种低攻成本程的葵家居柔环境逐可燃帅气体段监测馅系统额，能香够监促控上瓦斯涂气体例的浓渗度，束显示筹测量叮结果负，并提对当唉前的腔环境币状态最做出劣判断洒，发富出报蹄警信驾息般，另厘外系根统将精检测股到的糕气体手浓度乏上传省到P记C机份，可窑实现译远程窝监控衔。姿家居梳环境恭可燃界气体叨监测遣系统俊是一幼种安居全的涝检测才仪器认，它顿只是士检测臭空气弹中蓬可燃竿气体哗（如太：煤全气、绣甲烷坛等）忧的含捉量，罪如果点可燃在气体污含量宣超出浅正常版指标挺，际威胁德到人但身安薪全可，鸦系统味会靠进行猴报警滔,提惩醒先人们墙及富早谊的采阳取措淋施，嘴避免诊事故腔发生在。鉴般于瓦罚斯爆影炸事陡故屡垦见不娃鲜，杏家庭厘煤气凳中毒抵也时是有发乒生，毅因此春在屑家庭街、矿俘井等温场所敞可燃妖气体件监控辉与仿报警舟，是窜非常考必要驻的。巨本构设计谦提出乓了一饺个低唯成本甩、高赏性能础的胸家居去环境丝可燃窑气体季监测肿系统啄的设篇计方座案，走使可坛燃气薄体的愚检测豪有希悄望得壳到跟缺好的楼普及枪，保黎护她更末多人盈得生驻命腿和带财产勒安全拆。柔2总妇体方限案设唤计全本设氧计的经整体钩思路武是：夹将甲可燃际气体透的浓柔度信队号转败换成返电压边信号大，通起过对柿电压如的处币理，轨实现偿报警浆的功蜓能。策2.打1用设计先方案时比较绸方案呀一：讲（采唉用纯薯模拟影电路际）电屑路输滩入级解为气结敏元株件，残和二效极管锋、三怖级管钢构成天的电佩子开置关。府再用妹两个缓三极衰管构突成互夜补多辩谐振非荡器咱，他淘与继伤电器镜和发瓶光二而级管撞组成鞠闪光胃报警皆器。讲电位巩器为崇报警辽灵敏耍度调蕉节，中瓦斯劳气体晒浓度药一定欧，三善极管球导通索，继孔电器铅通断酷工作崭，二杠极管祥闪烁厉报警华。且框图之如图棍2物.裤1所轿示。妻图2腐.陕1田方案僵一框棵图饿方案侍二：推本方奴案采掩用可泥燃气族体传唱感器纹MQ匙-2臣采集收可燃杆气体窑浓度姨信息搏，矩将浓评度信驰息转吗换成哈电压犁值，榆并通炸过厚AD持C将途模拟之信号俩转换戒成数活字信抹号，环MC倦U对傅数字热信号填进行衡处理畏，将利电压伪转换法成对劣应的贩浓度嚼，通降过L捏CD胡显示模当前半浓度侦，并顺将数题据通渗过串葱口传荐送到增PC浑机，们在上乓位机袍上对滚浓度圣信息药进行甘实时亚动态徒显示帽。进上位竖机可踏设置赖浓度紫的报任警阀慈值，你并能血控制税报警正电路姥。柴本方灾案模使用租带A请DC恩的挑增强漫型5弦1单扎片机乏ST鹅C1裤2C妥56定04劝AD谁，驱可以庄降低刊成本辩，合并简婆化设港计笼。其手系统饥框图放如图控2红.映2爆。贿图2似.僵2脊方案绍二框伍图私方案摆三姨：三（采之用纯翁模拟姜电路锤）牢电路列输入刮级寇采用价可燃缓气体骂传感尾器M监Q-转2个将浓射度信租号转佩换成秤电压舰信号奥，妥再在电压荐信号拢输入趋比较盐器，软与固掀定的航门限俘电压咏进行得比较逼，当键传感羽器输窄出电求压外超过稳门限浩电压邮时拉，比苗较器栽输出移高电垃平，甲触发选报警屡电路叔，随发出坝报警冻；当逼传感塑器输尊出电池压低矛于门鱼限电幻压时夫，输露出低钞电平决，不欠触发弓报警蜡。始框图泉如图皆2篇.有3痛所示溜。剂图2盈.勉3尖方案价三鸽框图姑2.心2奸方案式论证咸方案傻一结丝构随简单节，采奥用电钉位器待可以锹对报春警灵昨敏度绍进行辩调节裹，但砍是属浙于纯罪模拟录电路宇报警洽，在讽调节长过程臭中相衔对比奉较困历难。狠方案植二漂以单千片机揉为核去心，持对采壮集的辟数字牺信号疲进行钱处理咐和判干断，亭能准疮确计因算出梳可燃拌气体耻浓度痕并能啊通过架LC蝴D显铃示。帽方案梢中的寻上位稼机能叮实现东远程仰监控劳，便作于工贼业的器应用厌。但程是此思电路春在设贱计时但即有振硬件腊的设卧计又抱有软汉件的烟设计帖，滩不片易愧调试碎。永方案嫁三采姜用膝比较坐器，爸方法笛简单局，但题门限合电压察不易镇确定绵，且睁功能杠单一爱。查2.秧3案方案椅选择词三个决方案铃中，脖方案嫌一与抱方案抱三都奇比较鞭简单蝴，但洒是功涛能较赛单一卖，应私用的腥范围丑较窄今。方轮案二壶虽然兴较为腐复杂健，但妻功能写丰富白，实搂用性乡更强晃。历根据拿上述祸原因棕，本争设计耐决定阀选射方案滔二峰。披3单性元模乔块设棍计全本设卵计由侍气敏踢传感心器M窜Q-负2作称为可可燃找气体乏传感舒器，升以自基带A父DC袖的增墓强型豆51害单片字机S王TC屋12多C5慕60跪4A稠D转为M坝CU没，通雹过M师Q-竖2将燕气体材浓度扒信息嫂转换新成电期压信棚号，袋然后端由A录DC炕进行席数模城转换望，M彼CU米对数某字信检号进利行处午理，谁并上扭传到页PC杨机老，由役上位凑机进裕行显绑示和讯控制内。下星面就缓主要钥模块骄的功视能及愚作用科做一岩简单孕的说角明。肢3.韵1特收殊器岗件介粱绍找设计抓中用寇到的音特殊靠器件冠主要摄有M税Q-体2气哄敏传卧感器歪、S熔TC幼12采C溪56窃04愿AD就单片盆机、化SM陪C践16膜02届A吗液晶讽、欣MA帽X2芳32模电平既转换巴芯片渔等闹，下搏面简咸单介叛绍各禁元器复件的滋参数极指标泪。患3.殖1.削1尖MQ仁-2胆气敏棋传感姓器嘴MQ歇-2路可燃臣气体恶传感予器所顷采用唉的气挨敏材狂料山为殖二氧愚化锡蔽(S劝nO伴2)品，该旨材料柴在灵洁净灯空气俯中电鲜导率深较低农。当恼环境刃中存跪在可闻燃气俯体叛时，筹传感凭器的控气敏温材料泊的电烈导率艰会随闸着空罩气中抽可燃悉气体秧浓度咸的增荷加而冲变大溜。宇使用烦简单叛的外臂部电额路即挺能反戒应出桌传感锋器电忘导率省的变绕化，澡从而蜜体现祥出空其气中许可燃麻气体速浓度熟的相揉应变汁化。慨MQ修-2园可燃架气体佛传感垄器对映煤气躺、丙嗽烷、炕氢气找等吴的灵央敏度披高，讲对天堵然气困等可句燃气斗体逆的检误测也产很理具想。葛该幸传感未器可格检测断多种各可燃铸性气狡体，渠可用怀于家伯庭和司工厂猜的气气体泄耐漏检迎测，料具有计灵敏雹度高书、响蝶应恢踩复快炸速、酷稳定币性优财异、跟寿命校长、策驱动酸电路妻简单苦等特鞋点，芹是一间款王低成恨本镰高性洁能湿传感戴器。岸图伞3煮.才1和为M拴Q-柔2结温构图璃。交图3观.塌1栋MQ狠-匙2辜传感张器多结构心和外古形拥参数锣指标唤：返检测扶气体锦：液礼化气洁、分丁烷壮、森甲烷恢、昂煤气赤、氢刘气、破烟雾首等搞模拟测输出插：0蛙-5歼V督探测验范围篮：3鸦00晴-置10削00贵0p刺pm播报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