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摘 要

本设计的目的是为了实时监控住户家中燃气浓度信息，该系统的传感器模块采用的是MQ-7，它具有灵敏度高、稳定性好、寿命长等特性，所以选择该器件来检测一氧化碳浓度。

MQ-7将采集到的浓度信息通过电压量的形式输出，并用ADC0832将电压量转化为数字量，然后把转化后的数字量传达给STC89C52进行处理。单片机时刻判断传递过来的浓度信息，如果超出阈值将通过无线模块把一氧化碳浓度信息传递给安装在小区警卫室的接收模块，同时启动住户家中的排风扇和警卫室的报警系统。浓度信息和住户门牌号采用LCD1602进行显示，并用单片机控制GSM模块给住户发送提醒信息。该设计成本低，系统运行稳定具有较高的可行性。下文将对该设计的各模块进行详细的阐述包括硬件设计、软件设计和测试结果。

关键词：一氧化碳 MQ-7传感器 STC89C52单片机 GSM

System of Natural Gas Leakage Alarm

ABSTRACT

The purpose of this design is to monitor the information of gas concentrations in households real-time, the sensor module of this system is MQ-7 which has a high sensitivity, good stability, long life and other characteristics. It is a good choose to use the device to detect the concentration of carbon monoxide.

The concentration of information collected by MQ-7 is output in the form of the voltage and converted the analog to the digital by ADC0832, then the digital conveyed to STC89C52.SCM analyzes the concentration of gas all time. If the threshold is exceeded ,the wireless module passes the information to the receiver module installed in the cell guardhouse and start the exhaust fan in households and the alarm system in guardhouse.Concentration gas and house number is displayed in LCD1602. SCM control GSM module to send information to the household.The design is low-cost, stable and high feasibility. Each modules will be explained in detail below including hardware design, software design and test results.

Key words:Carbon monoxide; MQ-7 sensor; STC89C52; GSM

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2研究内容 2

1.3 研究方案及实现功能 2

第二章 设计要求与设计方案 4

2.1设计要求 4

2.2方案选择 4

2.2.1单片机选择 4

2.2.2显示模块选择 5

2.2.3 AD芯片选择 6

2.2.4 天然气传感器的选择 6

2.2.5无线模块选择 7

2.3电路设计 8

第三章 系统的硬件设计及实现 9

3.1 系统硬件设计框图 9

3.2系统硬件概述 9

3.3 主要电路单元的设计 9

3.3.1 单片机最小系统 10

3.3.2 检测电路 11

3.3.3 无线传输电路 12

3.3.4 报警显示电路 13

3.3.5 GSM通讯电路 15

3.4 整体电路 15

第四章 系统软件 18

4.1开发工具介绍 18

4.2软件流程图 22

4.3软件模块 23

4.3.1 软件主程序 23

4.3.2 数据采集程序 24

4.3.3 无线模块收发程序 25

第五章 煤气泄漏报警系统的测试 27

5.1声光报警模块的测试 27

5.2无线模块的测试 27

5.3 GSM模块的测试 30

第六章 总结与展望 32

参考文献 34

附录一 电路图 36

附录二 PCB版图 38

附录三 实物图 40

附录四 程序代码 41

附录五 元器件列表 58

致谢 59

第一章 绪论

1.1课题研究背景

随着人们对火灾初期特征的不断深入了解，早在1980年，一些西方的发达国家就开始对煤气泄漏监测系统和火灾报警系统的开发投入大量的资金。如今，伴随着中国经济的迅猛发展，传统的火碳炉已经被各种方便的能源取代了^[1]。对于家用能源，人们也有了越来越多选择，但煤气的使用仍是大部分家庭的首要选择。所以关于煤气泄漏报警系统的开发是很有意义的。煤气主要成分是一氧化碳，从初中化学我们就学过一氧化碳为有毒气体。并且无色无味，当人们吸入过量的一氧化碳后，会和人体的血红蛋白花生化学反应，导致血液中运输氧气的血红蛋白减少，从而使人窒息死亡^[2]。健康成年人吸入一氧化碳的浓度大致的时间和出现的症状如表1-1。

表1-1 各种浓度一氧化碳对人体影响

ppm是煤气浓度单位，为百万分之一。根据传感器灵敏度和人体吸入二氧化碳浓度与时间的关系，本设计将煤气泄漏报警系统的报警阈值设为100ppm。

由于一氧化碳与空气混合爆炸极限为12.5%～74%。所以一氧化碳泄漏遇到明火极易产生爆炸。近年来，煤气泄漏引发的事故让我们谈虎色变，我们也经常可以在报纸上或新闻上看到煤气泄漏引发的伤亡事故，就像今年3月21日成都高校旁边的小区因为煤气泄漏而发生了爆炸，整栋楼一片狼藉，造成了众多人员伤亡。这种情况不仅危害了自己的生命财产安全也严重危及了他人的生命财产安全。因此，煤气使用安全问题也越来越引起人们关注的目光，煤气泄漏报警系统也应在各个住宅区、酒店、宾馆迅速普及^[3]。

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