摘 要

空气质量的好坏对于居住的环境来说是非常重要的，如果能够及时准确的知道空气中有害气体浓度的数据，而且当环境中有害气体的浓度超过国家规定的标准的时候，能够进行声、光报警和语音报警，提醒人们注意安全，那么人们可以一直生活在一个健康的环境中，同时许多由于煤气泄露，装修不合格造成的悲剧，也可以避免。

现在我国的经济发展越来越快，公司越来越多，各种建筑也拔地而起，人们在室内工作的时间也逐渐增加，人们的健康与室内空气质量有着密切的联系^[1]。在城市生活的人们习惯于用煤气做饭，热衷于装修自己的新房屋，然而，近年来，由于煤气泄露，室内装修装饰材料所含有害物质超标所导致的悲剧屡见不鲜，设想如果人们能够及时知道室内有害气体的浓度，那么这些悲剧是不是大多都不会发生呢。因此设计一个能够显示空气中有害气体浓度，并在气体浓度超标时发生报警的仪器，显得尤为重要。

为了能够实时监测空气中有害气体的含量，为人们的健康提供保障，本文设计了一种能够监测多种有害气体的空气质量监测报警仪。它是以单片机AT89C51为主控芯片，以气体传感器的输出为输入信号，通过ADC0809数模转换芯片把气体传感器的输入模拟信号，转化为单片机能够处理的八位二进制信号，再配合温度传感器，在单片机的处理下，把气体的浓度和室内温度显示到液晶显示屏上，有很好的人机交互性，最后通过把气体实际浓度和国家标准的比较，判断是否要发出报警信号，以提醒人们注意安全。本设计有很好实用意义，应用场所广泛，能够很好的保护人们的健康，能够很大程度上，避免煤气中毒，甲醛致癌等事故的发生。

关键词：空气质量；实时监测报警；AT89C51

Abstract

Air quality is very important for living environment, if you can timely and accurately know the concentration of harmful gas in the air and when the concentration of harmful gas in the environment exceed the standards stipulated by the state, the system will raise light and sound alarm which can remind people to pay attention to the safety of the air,so people can live in a healthy environment.At the same time, tragedies caused by the gas leak,unqualified decoration can be avoided.

Nowadays with the development of economy,people required more comfort quality of life.people spend most of their time in rooms, so the indoor air quality will directly affect their health.In recent years, due to the gas leak, decoration materials which contain harmful material caused lots of tragedies. If people can know the concentration of indoor harmful gas timely,most of the tragedies will not happen.So to design a device which can show the concentration of harmful gas in the air and raise sound and light alarm,becomes particularly important.

In order to real-timely monitor the content of harmful gas in the air and provide guarantee for people's health, this paper designed a kind of alarming device which can monitor a variety of harmful gas .It is based on a microcomputer chip-AT89C51 which is the main control chip.The output of gas sensor are the input signals. ADC0809 is an analog-to-digital conversion chip which can convert the output signals of gas sensor into an eight binary signal.along with temperature sensor, under the processing of single chip microcomputer,the concentration of gas indoor temperature will be displayed on the LCD screen.This device have a good man-machine interactive.Finally ,the device will compare the actual gas concentration with the national standard,to determine whether to send out alarm signals or not.This design has great practical significance and can be applied widely.It will make a great difference to people’s life.

Key words: air quality;Real-time monitoring and alarm;AT89C51

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1研究的背景及意义 1

1.1.1课题研究的现实背景 1

1.1.2 研究的实课题际意义 1

1.2 空气监测报警仪的国内和国外研究现状 2

1.3本文主要研究内容和目标 2

1.3.2本课题的目标 2

1.3.2 本文的主要内容 3

第2章 气体传感器及选型 4

2.1传感器 4

2.1.1传感器分类 4

2.1.2气体传感器 4

2.1.3气体传感器的采样方法 5

2.2气体传感器的选型 5

2.2.1 CO气体传感器的选型 5

2.2.1 甲烷气体传感器的选型 6

2.2.1 甲醛气体传感器的选型 8

第3章 硬件电路设计 11

3.1主要芯片及电路设计 11

3.1.1单片机选型及电路设计 11

3.1.2 A/D转换及电路设计 12

3.1.3液晶显示芯片及电路设计 13

3.1.4 语音芯片及电路设计 16

3.1.5 DS18B20温度传感器 17

3.1.6语音报警电路 18

3.1.7灯光报警电路 18

3.2传感器信号处理及电源电路设计 18

3.2.1CO传感器信号处理电路 18

3.2.2电源电路 19

第4章 系统软件设计 20

4.1 ADC0809程序流程图 20

4.2 LCD1602的程序流程图 21

4.3 DSL8B20的程序流程 21

第5章 系统仿真 23

第6章 总结 26

参考文献 27

致 谢 28

附录 29

第1章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.1.1课题研究的现实背景

一切生物都生活在由空气组成的环境中，生物不能脱离空气而生存，良好的空气环境对生物的健康有积极的作用，相反有害气体严重超标，污染物很多的环境，将对生物的生存产生威胁^[1]。

由于我国近几年不断推进和加快经济的发展步伐，国内有越来越多的工厂和企业，它们生产着各式各样的商品同时，也排放了许多对环境有害的气体。虽然国家一直在治理各种环境问题，但空气污染问题依然不容乐观。现代人们的生活节奏逐渐加快，在室内的时间也随之变长。人们主要的活动场所是室内，室内空气质量的好坏对人们的健康有着不可忽视的影响。据相关统计表明，在国内有超过三分之一的家庭室内环境空气质量不合格，存在着威胁人身健康的有害气体，这些有害气体会导致人们发病，每年都会造成巨大的经济损失。

现在,室内空气的质量主要受以下两方面的影响：一、由购买生活用品、家居用品以及装修房屋等带来的有害气体,如甲醛、挥发性有机物、苯系物等致癌物质。二、人们在日常生活中由于大意或者设备出现故障而引起的像水煤气、天然气、液化石油气等的有害气体泄露,给人体带来危害和巨大的经济损失^[2]。