计算机工程应用技术本栏目责任编辑： 梁书Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术:+86-551-65690963 65690964第11卷第2期 (2015年1月)Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.11, No.2, January 2015煤气报警器的设计与实现徐开亮（湖南人文科技学院 信息科学与工程系， 湖南 娄底 417000）摘要： 随着人类生活水平的不断提高， 煤气的使用已经越来越广泛了， 在人们生活资源使用中扮演了必不可少的角色。虽然带了的是更多的便利， 但是因为煤气泄漏而带来的灾难也更是让我们后怕， 给我们的人身、 财产带来了重大威胁。因此如何设计一款报警器来防止煤气泄漏已经成为我们非常关注的。该次设计的系统主要是对于煤气泄漏检测的技术加以改进， 时时监控报警。主要是运用气敏传感器对煤气独特的感应， 当有空气中有煤气时， 气敏传感器表面就会出现电荷层， 从而会形成电压， 而这个电压又和煤气的浓度息息相关。也就是运用到这个原理， 就很容易实现空气中煤气浓度的检测模块。通过这样的一个模块， 将采集到的电压信号经过ADC0809转换为单片机所能识别的电压信号， 经单片机的判断来决定是否超过设定浓度值， 超过浓度上限值则会实现报警的功能。

这样就可以实现煤气的检测和智能化报警的目的。关键词： 单片机； 气敏传感器； 电磁阀； ADC0809中图分类号： TN702文献标识码： A文章编号： 1009-3044(2015)02-0219-02The Design and Implementation of the Gas AlarmXU Kai-liang(Department of Science and Technology, Hunan University of Humanities, Loudi 417000, China)Abstract: with the continuous improvement of human living standards, the use of gas has been more and more widely, in people'slife plays an essential role in resource use. Although is more convenient, but because the gas leak and bring disaster also is to let usto dying, brought a major threat to our personal and property. So how to design a alarm to prevent gas leakage has become we arevery concerned about.The design of the system is mainly for the gas leak detection technology is improved, and constantly monitoralarm. Is mainly using gas sensor to unique induction gas, when there is gas in the air, gas sensor surface layer charge will occur,which will form the voltage, and the voltage and the gas concentration is closely linked. Which is applied to this principle, it is easyto realize the detection module of gas concentration in the air. Through such a module, converts voltage signals were collectedthrough ADC0809 single-chip computer can identify the voltage signals, the ETrocontroller judgment to decide whether or notmore than the set density, more than the upper limit concentration can realize the alarm function. So that you can achieve the goalof intelligent gas detection and alarm.Key words: single chip ETrocomputer; gas sensor; Electromagnetic valve; ADC0809现如今人们对生活水平的要求是方便快捷、 舒适安全。

家庭的能源的选择也多种多样， 有用电的， 烧煤气的等等。煤气现在几乎已经进入了寻常百姓家， 使用数量覆盖的范围占的比例也最大。虽然便捷的能源使用给予我们生活舒适的享受， 但是其中的危害也是非常大的。我们经常会在新闻报导里面听到某地区因为煤气的泄露而发生的中毒和爆炸， 给予我们的人生和财产带来极大的威胁。因此煤气报警器的设计和投入到生活中的应用是非常重要的， 也是未来的一种发展趋势。1 气敏传感器的介绍当半导体器件加热的时候， 气体接触半导体表面时就会被吸附住，而吸附的分子就会在表面扩散煤气报警器，失去了运动的能量。半导体表面 呈现出电荷层天然气报警器， 这也就是气敏传感器的工作原理之一。将可燃性的气体在空气中的浓度转化为电压或者是流信号， 通过A/D转换电路， 变成数字信号送达单片机， 然后交给单片机进行数据的处理。气敏传感器是煤气泄漏的采集部分也是最核心的部分。气敏传感器的选择也是非常重要的， 通过各方面的考虑因素和国内外的报警器比较， MQ-2半导体气敏传感器安全可靠， 价格也十分满意。不仅灵敏度高， 响应时间快， 抗干扰性非常好， 更重要的是成本低， 寿命长。我们都知道煤气中主要含有一氧化碳， 而MQ-2气敏元件非常适合检测一氧化碳。

2 煤气报警器设计方案的原理本次论文设计的煤气泄漏报警器主要是AT8S52为控制端核心， 采用MQ-2型的电阻式半导体传感器作为采集信息模块， 例外利用DS18B20温度传感器进行温度采集， 而且可以在LED上显示。开始， 气敏传感器检测送来的采集信息， 也就是煤气的浓度，所对应的电压信号送入AT89C51煤气报警器， 在经过单片机的A/D转收稿日期： 2015-01-02作者简介： 徐开亮 （1992—） ， 男， 湖南邵阳人,学士。E-mail:ISSN 1009-3044219本栏目责任编辑： 梁书计算机工程应用技术Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第11卷第2期 (2015年1月)换， 对数据进行线性化处理后将数字电压信号转化为对应的十进制浓度值， 最后判断浓度是否超报警值。当气体浓度正常时红灯灭， 超出时发出声音警报而且红灯亮。再利用DS18B20温度传感器将温度信号送入AT89C51中进行输出， 然后在LED上显示出来。由于气体传感器在加热的时候响应时间越快， 所以报警器需要向传感器输出一个5V电压， 这样就会更加减少响应时间， 使系统更可靠3 煤气报警器设计方案的实现根据现在住宅的情况， 煤气泄漏报警器应该要在较宽的温度工作范围， 而且可以对煤气浓度、 实时的监控控制功能。

最终的目的主要是提高准确度， 减、 还有就是减少体积。煤气泄漏报警器系统结构图如图1所示， 以单片机为核心，外围电路的信号采集油漆检测仪， 声音和报警器等功能。对单片机的要求： 工作稳定， 测量精确高， 功耗低， 体积小， 成本低。本次设计主要用到了： AT89S52， 气敏传感器， DS18B20 （温度传感器） 。气敏传感器完成对气体浓度采集将其转化为电信号， 最后转换为数字信号。声光报警模块是由单片机和报警电路来完成。设计原理方框图如图1所示：图1 设计原理方框图图2 系统设计流程图4 煤气报警器设计方案的流程图主程序的流程图如图2所示。我们开始先给传感器加热3分钟左右， 因MQ-2在不通电存放一段时间后再次通电时， 传感器不能马上进行气体的采集。等待这个初始化后， 系统就会进入监控状态了。AT89S52对传感器检测的气体浓度信号进行A/D转换， 判断其浓度值， 然后决定是否执行报警功能。5 结束语在现在追求舒适和便利的搞科技时代， 人们的生活也越来越离不开煤气的使用了， 所谓福祸相依， 在我们享受这便利的能源的同时， 危机其实就在我们身边。那些由于煤气泄漏所带来的家庭悲剧， 不仅危害着自己更是危害着身边的人。

煤气泄漏中毒， 煤气泄漏爆炸， 等等； 时时刻刻的警醒着我们。煤气泄漏报警器已经成为我们生活中的一种发展趋势， 我们离不开它的保护监控， 在没有其他能源的代替下； 它的发展前景将会是越来越广阔。本次论文的设计在针对于气体传感器和报警技术上进行了深入的研究和探讨， 在很多方面上比较国内外的技术产品特点， 合理的设计出一个比较适合的方案。当然， 对仪器的组成部分我们也是进行了详细的分析。根据此次的论文设计要求、使用的环境下、 成本等方面的因数， 我认为采用MQ-2半导体传感器是一个成功的选择。它的灵敏度高， 性能稳定， 而且很重要的一点就是恢复性特好， 可以长期的稳定，不容易被外界环境所干扰等等。参考文献：[1] 张友德, 赵志英, 涂时亮. 单片微型机原理、应用与实践[M]. 5版. 上海: 复旦大学出版社, 2009.[2] 彭伟. 单片机C语言程序设计实训100例[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2010.[3] 周立功. 单片机实验与实践[M]. 北京: 北京航空航天出版社, 2004.[4] 张帆, 庞水娟, 吴京扬. 一种实用的无线远程煤气报警装置[J]. 中国仪器仪表, 2012(3): 33-35.[5] 王福瑞. 单片机微机测控系统设计大全[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 1999.[6] 樊俊峰, 尹斌. 简易. RS-232RS-485智能转换器[J]. 微电子技术, 2002(8):38-41.[7] 沙占友. 集成化智能传感器原理及应用[M]. 北京：清华大学出版社煤气报警器，2009.[8]王毅. 单片机器件应用手册[M]. 北京: 人民邮电出版社,1995.[9] 王天福. 基于AT89S52单片机的煤矿瓦斯监测系统的研制[D]. 苏州: 江苏大学硕士论文, 2007.[10] 苏晓龙, 王香婷. 基于RS-485总线的数据采集系统[J]. 仪表技术与传感器, 2007(12).[11] 周慈航. 单片机应用程序设计技术[M]. 北京: 北京航天航空大学出版社, 1991.220

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