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1、基于单片机的有毒气体检测系统的课程设计电气测量课程设计报告题目基于单片机的有毒气体检测系统的设计学院电子信息工程学院专业自动化学生姓名李英学号201010312年级2010级指导教师魏万迎职称教授二?一三年十二月基于单片机的有毒气体检测系统的设计摘要:煤矿中含有CO一氧化碳等有毒气体,是煤矿下重要的危害源之一,是导致重大事故的因素。家庭中,煤气泄漏将在短时间内产生大量一氧化碳,危及人生安全。对一氧化碳气体检测仪表的研究和开发也一直是人们关注的问题。本系统利用51单片机做核心控制模块,利用MQ-7一氧化碳传感器探测一氧化碳。实时
2、监控多处一氧化碳浓度变化,如果某处一氧化碳浓度过高,系统将发出声音报警,并显示报警传感器号码,提醒人们及时抢险。本系统可用于家庭环境,也适用于工业环境。由于单片机成本低廉,自动控制功能比较强大,运行稳定,环境适应性好,所以本系统采用单片机做控制的核心元件。MQ-7一氧化碳传感器对一氧化碳的灵敏度高、长寿命、低成本、简单的驱动电路即可。因此,很适用于家庭的一氧化碳检测。即使在光线较暗时,数码管也能清晰的显示报警房间号码,所以选用数码管做显示模块。本文主要叙述了基于单片机的有毒气体检测系统设计的全过程,包括硬件电路设计、软件设计、
3、电脑仿真。关键词:一氧化碳;单片机;检测;报警目录第1章绪论41.1设计的背景与意义41.2国内外研究现状51.3本文主要内容及章节安排6第2章硬件系统设计82.1硬件总体设计82.2单片机的最小系统102.2.1单片机简介102.2.2时钟电路和复位电路122.3A/D转换电路132.3.1ADC0809主要特性142.3.2ADC0809引脚功能说明142.3.3ADC0809工作过程152.4一氧化碳传感器介绍162.5显示电路182.6声音报警电路192.7本章小结19第3章软件系统设计203.1软件总体设计思想203
4、.2AD转换函数213.3比较判断函数213.4显示报警函数223.5声音报警函数223.6本章小结23第4章软件仿真244.1软件简介244.2绘制电路原理图244.3编写程序254.4仿真调试25第5章结论29绪论设计的背景与意义随着石油化学工业的发展,易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏,将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故,严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性,发生泄漏之后,在外部风力和内部浓度梯度的作用下,气体会沿地表面扩散,在事故现场形成燃烧爆炸
5、或毒害危险区,扩大危害区域。例如,1995年7月,四川省成都市化工总厂液氯车间发生氯气泄漏,当场造成3人死亡,6人受伤,仅约一小时左右,市区范围数十平方公里范围内都能闻到刺激性的氯气味。因此,这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生气体泄漏事故,必须尽快采取相应措施进行处理,才能将事故损失降低到最低水平。及时可靠地探测空气中某些气体的含量,及时采取有效措施进行补救,采取正确的处理方法,减少泄漏引发的事故,是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重
6、要的气体探测器,气体传感器近年来得到了很大的发展。有害气体检测报警仪是专用的安全卫生检测仪,用来检测化学品作业场所或设备内部空气中的可燃或有毒气体的含量并超限报警。危险化学品场所有害气体检测,主要有以下几种情况:泄漏检测:设备管道有害气体或液体蒸汽现场所泄漏检测报警,设备管道运行检漏。检修检测:设备检修置换后检测残留有害气体或液体蒸汽,特别是动火前检测更为重要。应急检测:生产现场出现异常情况或者处理事故时,为了安全和卫生要对有害气体或液体蒸汽进行检测。进入检测:工作人员进入有害物质隔离操作间,进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备
7、内操作时,要检测有害气体或液体蒸汽。巡回检测:安全卫生检查时,要检测有害气体或液体蒸汽。随着人类社会的进步、生产的发展,人们的生活水平不断提高,随之带来了环境空气污染问题。工厂排放的废气、烟道氧、汽车排放废气、内燃机等排放气体对空气环境造成的污染日益严重。一氧化碳虽然不会使酸雨现象严重,但是对人们的身体健康有影响。一氧化碳是一种无色、无味的气体,它与血液中的血红素结合的能力是氧的240倍,它与血红素形成稳定的络合物,使血红蛋白丧失了输送氧气的能力,从而导致组织低氧症,甚至死亡。一氧化碳浓度的高低是评价空气质量好坏的重要指标之一
8、,也是工厂、煤矿井下是否发生自燃火灾的重要标志之一。为了保证人们身体健康和环境洁净,世界各国都纷纷致力于防止空气污染的产生。国家工业卫生标准规定,生产现场一氧化碳浓度不允许超过50ppm。我国环境保护大气污染监测和工厂矿井中都要求有连续、自动化的现场检测仪。国内外研究现状在应