论文总字数：30947字

摘 要

天然气(人造天然气和天然气)的普及为市民提供了便利，提高了他们的生活质量，但凡事都有两面性。在燃气使用过程中，燃气爆炸、燃气泄漏中毒等事故时有发生，严重威胁着人们的生命财产安全。因此，安全使用天然气是安全的。这是一项不容忽视的首要任务。家用漏气报警装置能有效监测环境中可燃气体(如CH4)的浓度，一旦其浓度超过报警极限，就会发出声光报警信号，随着浓度的增加，报警音量逐渐增大，并能及时发挥安全作用。

本设计研究的可燃气体报警系统包括气体信号采集电路、调理电路、模数转换电路、单片机系统电路、报警电路和无线装置。首先利用传感器对可燃气体浓度信号进行监测，并将其转化为电压信号，选择合适的放大电路将电压放大到所需的A/D电压。通过模数转换，将检测到的电压值输入单片机，并与单片机设定的电压信号进行比较。当气体浓度超过标准时，驱动蜂鸣器和灯光报警。

关键词：传感器；报警器；单片机

Abstract

The popularity of natural gas (man-made natural gas and natural gas) has provided convenience for citizens and improved their quality of life, but everything has two sides. In the process of using gas, accidents such as gas explosion, gas leakage and poisoning occur from time to time, which seriously threaten the safety of people"s life and property. Therefore, the safe use of natural gas is safe. This is a priority that cannot be ignored. The household air leakage alarm device can effectively monitor the concentration of combustible gas (such as CH4) in the environment. Once the concentration exceeds the alarm limit, it will send out a sound-light alarm signal. With the increase of concentration, the alarm volume will gradually increase, and it can play a safety role in time.

The combustible gas alarm system designed and studied in this paper includes gas signal acquisition circuit, conditioning circuit, analog to digital conversion circuit, single-chip microcomputer system circuit, alarm circuit and wireless device. Firstly, the sensor is used to monitor the concentration signal of combustible gas and convert it into A voltage signal. The appropriate amplification circuit is selected to amplify the voltage to the required A/D voltage. Through analog to digital conversion, the detected voltage value is input into the MCU and compared with the voltage signal set by the MCU. Drive buzzer and light alarm when gas concentration exceeds standard.

Keywords: sensor; Alarm; Single chip microcomputer

目 录

第一章 概 述 1

1.1燃气监测报警的概述 1

1.2课题的来源、研究目的及意义 1

1.2.1课题的来源 1

1.2.2研究目的及意义 2

1.3 可燃气体监测的研究现状 2

第二章 系统的总体介绍 4

2.1 硬件方案的选择 4

2.1.1 主控芯片的选择 4

2.1.2 LCD显示模块的选择 5

2.1.3 远程控制方式的选择 5

2.1.4 报警模块的选择 5

2.2 系统总体方案 6

第三章 系统硬件设计 7

3.1 STC89C51 硬件设计 7

3.1.1 STC89C51的概述 7

3.1.2 STC89C51的引脚说明 7

3.2 烟雾传感器模块 8

3.3 LED显示模块 11

3.3.1 LCD1602的概述 11

3.3.2 LCD1602的引脚说明 12

3.2.3 LCD1602的工作原理 13

3.4 按键模块 15

3.5 报警模块 15

3.6 ESP6288无线模块 16

3.7 AT24C02的介绍 16

第四章 系统软件设计 18

4.1 软件开发环境的介绍 18

4.2 系统重要函数的介绍 18

4.2.1 主函数的设计 18

4.2.2 LCD1602显示函数的设计 19

4.2.3 ESP8266发送数据函数的设计 20

4.2.4 AT24C02读/写函数的设计 21

第五章 系统调试 24

5.1 硬件调试 24

5.2 软件调试 24

总结 26

参考文献 27

附录 28

第一章 概 述

1.1燃气监测报警的概述

随着现代经济的快速发展，液化气和天然气成为了主要燃料。燃气在给人带来便捷的同时也会因为使用不当导致严重的安全事故从而损害人生财产，所以燃气泄漏报警器作为安全设备变得必不可少。本次设计的核心，是关于传感器及单片机的选择，可燃气体报警检测可燃气体有很多类型的传感器，例如氧化物半导体型、催化燃烧型等。报警系统中的气体传感器探测到环境中可燃气体的低浓度，数字数量的识别是通过将信号采集电路通过模数转换电路转换来实现的。当可燃气体浓度超过这个值时，发出的信号被检测到，控制器通过执行器或执行电路发出声光报警信号。

1.2课题的来源、研究目的及意义

1.2.1课题的来源

可燃气体作为一种环境友好、清洁的能源，在生活上，经济上，环境上都给人们带来了许多的好处，提高了国民生活质量，减少了从前煤炭上带来的环境污染。然而，天然气在造福人民和社会的同时，也给人民的生命财产安全带来潜在的危害。瓦斯爆炸和中毒的频繁发生也给人们敲响了警钟。

少量的气体泄漏不会造成多大伤害。但是，大量气体泄漏会导致火灾、爆炸和其他事故。通常情况下燃气泄漏时会散出可燃气体在空气中，不同的天然气有不同的爆炸最小值，甲烷CH4的爆炸最小值为5%，当空气里的甲烷CH4含量小于5%的时候，危害不大，当含量超过5%时，遇火可引发火灾、爆炸等事故。因此，气体监测报警的紧急报警设置非常重要。为了减少事故造成的气体泄漏，必须首先了解燃气事故的情况和现场因素，如采取有效措施等。

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