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基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计

基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计

工业技术

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基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计 刘春梅 (秦皇岛市燃气总公司河北秦皇岛 060 6 0 0)

摘要:了实现实时监测煤气的浓度并能及时报警,为本文研制了一种高性能的煤气监测与报警系统。该系统以单片机为硬件核心,通过实时的数据采集、数据处理能够准确地监测室内煤气的含量,当被测气体中一氧化碳的浓度超过预定数值时,产生报警并自动关闭煤气将 阀门。

关键词:煤气监测报警系统单片 机气体检测单片机控制 中图分类号: P 7 T 24文献标识码; A文章编号: 2 3 9 ( 0 0 () 1 3 0 1 7— 7 1 2 1 ) lb-0 1 - 1 6 2随着生活水平的提高,气已经进入及TT煤 L电平输出 ) T输出有效信号为低用到了L DI 8 4, TL C 2 6字符型液晶显示模块,它了千家万户,给人们带来带来便利的,它与电平 (当输出低电平时信号灯亮,直接接可以显示四行,行 1个字符,当于 3个可每 6相 2此同时,带来了巨大的威胁。气的主要单片机 )模拟量输出O 5也煤, V电压,度越高 L D数码管,且比数码管显示的信息还浓 E而成分是一氧化碳,室内一氧化碳体积达电压越高。当 多。用单+ V电源供电,围电路配置简采 5外 0 0%,会感到头晕、痛、心、吐、 1 2单片机微控制器 .6时人头恶呕 .四肢乏力等症;超过 0 1 .%时,要吸入半小只本系统采用的是美国S T公司推出的 S时,即会昏睡,人进而昏迷;达到 0 4 .%时,只 s T8 C 8列单片机, 5系列资源兼 S 9系 5与 2要吸入 1就可致人干死亡,且它易与空容,含3 Kb t高性能 F AS,有编程 h而内 6 ye L H具气形成爆炸性混合物,以,已经成为重功能,常便于现场或远程软件的修改、所它非调要的安全问题。 试和升级,化了系统设计,可用于保存简也由于煤气本身的危害性以及对人们的数据。 5字节×8 i的内部RAM,个 1位 26 bt 3 6生命财产造成的巨大

危害。煤气安全已然的定时/,计数器, . V~5 5 27 . V的工作电压, 成为人们关注的热点。此对煤气的监控工作频率最高可达 3 MHz工作温度区间因 3。 是一项必要的工作。内的许多学者设计为-4℃~+8℃,国 0 5工作范围广,适用于各种了很多的先进的系统,以有效的监测煤复杂的环境。别的是它集成了仿真功能,可特 气,障了人们的生命财产安全。如:保例高凌云设计的煤气泄露监测与报警系统可以有效的监测到一氧化碳的浓度,由于其但使用的是8C 2 9 5的单片机,速度上有一定在的限制,文在此基础之上,出一种更本提快、准确单片机系统,以更好的监测到更可煤气是否发生泄露。室内气体的浓度达当到设定预警值时,装置能够及时发出报该警信号,闭气源,除险情,效避免爆关排有炸、息、亡等恶性事故的发生。窒死 单,格便宜,有很高的性价比。片机价具单通过对数字信号的处理与判断, C将 O的浓度值送到 L D显示器并显示出来。 C

1 7电磁阀电路 .电磁阀电路的主要功能是当检测到的 C O浓度超过预设值时,片机发出指令,单 电磁阀电路可以自动关闭煤气开关,除排险情。本原理是:监测到 C基若 O的浓度正

常,出指令为0,电,发通电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,门打开;阀当监测到c0的浓度异常时,片机发出指令为单,电磁力消失,簧把关闭件弹配合 K i el软件,可使用户的目标板直接具有 1电磁阀断电,仿真功能,单片机的易用性推向一个新压在阀座上,将阀门关闭。电磁阀的再次打开的高度。用该芯片作为本系统的核心控需要人工的开启,样的设计避免了由于选这制元件,需再外扩展任何存储设备,能误开启给人们的生命和财产带来的安全隐不且高效率、速运行计算。且,经济性的患快而从

角度来看, S 9 8 S T8 C5不但硬件结构简单,而且价格低、能强、价比高,合我国工功性符业设计制造的要求。 1 3

看门狗电路 .单片机控制系统在实际应用时,干抗扰是必须要解决的问题。个问题比较复这杂,方面要查清干扰的主要来源;一另一方面要采取相应措施予以防范。单片机应在用系统中,由于干扰的因素或硬件设备的故障,常会出现程序“飞”“机”常胞或死现象,系统不能正常工作,了解决这个问使为题,在单片机采用看门狗一个很好的办法。

2结语 随着生活水平的提高,气已经走进煤了千家万户,气安全也成为了人们关注煤的热点。由本系统设计的煤气监测与报而警系统,对家庭中的煤气浓度进行检测,针 可生安便以节能、便、捷、方快灵敏地检测是否发煤气泄露,保障了人们的生命与财产的全,试验可知:设计是一种操作方经本、量准确的并且快速的一氧化碳监测测

1系统的结构及原理 煤气泄漏监测系统能够监测室内煤气

的浓度,有报警功能并及时关闭煤气阀具门本设计完整的煤气监测与报警系统由 以下几个部分组成:体传感器、 D、气 A/报警系统、示系统、源系统、/显电 D A组成。 本设计为一个监控报警系统,对煤气它浓度进行智能地实时检测和监控、警,报能实现自动关闭煤气管道阀门。系统的气体传感器监测一氧化碳的浓度,将检测到的气体的模拟信号经模数转换变成电信号。电信号经过单片机运算与设定值进行比较,当检测值比设定值低时,气管道正常供气;煤当检测

设计。

值比设定值高时,系统进行报警,示浓度,显 并进行 D A转换控制关闭煤气管道阀门。/ 光电二极管,呜器(流驱动 )一个按键蜂直和煤气泄露监测与报警系统设计【】中国 J. 1 1气体传感器 .组成。 C0的浓度超出预设的范围时,当则仪器仪表, O 0 1 ) 7~7 . 2 1 ( 1: 0 2本系统气体传感器采用的是 MQ, -7半灯亮,同时蜂鸣器产生报警。当温度在设置[】张飞,旭,仕玲 .于MS 4 0 1 9 4孙张基 P 3 F 4

1 4A D转换电路 ./参考文献 A/D转换电路采用 T

e s器公司的[】王天福 .于AT 9 5单片机的煤矿瓦 xa仪 1基 8S 2 TLC5 42A/D转换器。转换器是采用该斯监测系统的研制【】江苏大学硕士论 D. CMOS艺, 1输入,位输出的串行 A/D工 l路 8 文, 0 7. 20 转换器, CPU接口简单,换速度快,与转而[】李鸿燕,立毅,于单片机控制的甲 2张基且功耗小,大功耗只有 l MW。最 O 烷浓度报警监控仪[】电脑开发与应 J. 1. 5报警电路用, 0 2, ( )2~ 3 2 0 l 8: 9 O. 5 3谌海云,立凭 .于8 C5的林基 9 2报警电路采用的是声光报警,块由模 [】高凌云,

导体的气敏元件,特点是对一氧化碳有其很高的灵敏度和良好的选择性,有长期具的使用寿命和可靠的稳定性。是适用于它 家庭、境的一氧化碳、气等的探测装环煤置,能将与气体种类和浓度有关的信息它转换成模拟信号。工作电压时直流 5具有 V,信号输出指示,路信号输出 (拟量输出双模

范围内时,不亮,鸣器不工作。常情灯蜂正单片机的煤气泄露监测与报警系统的况下,统的报警功能开启。生报警后,系产 设计【】中国集成电路 . J. 若气体浓度在预设值之内,灯自动熄灭,[】S T8 C5单片机的使用说明书 .则 5 S 9 8 蜂鸣器停止发出声音。可以手动按键, 也则系统报警系统关闭。 1 6显示电路 .显示电路采用的是 LCD显示模块,要主

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