摘 要本项目经过多方调查，查阅了大量的新闻报道，通过总结得出危险气体报警器的必要性，身旁的危险源不容忽视。该方案本设计使用NodeMCU开发板，以ESP-8266为核心，基于ESP-12E模组；选用MQ-5可燃气体传感器作为气体检测元件，选用ESP-8266 WIFI SoC芯片作为WIFI元件；控制系统对传感器采集数据进行处理打包，并通过2.4GWIFI无线通信发送到手机端；手机客户端APP接收并查看MQTT服务器发送的报警信息，实现对天然气等可燃气体的泄露的远程监测，从而可以远程监控家庭里的可燃气体是否发生泄露；发送报警的同时蜂鸣器报警，OLED显示报警，从而近距离也可以快速反应，进而实现远近距离的实时监控，更安全高效。设计分为五个部分NodeMCU控制系统，危险气体检测系统，蜂鸣器报警系统，2.4G WIFI通信，手机端控制APP。单片机控制模块以ESP-8266为核心，通过arduino编程，与气体检测系统的传感器通信获取变量，蜂鸣器报警，OLED显示，并实现2.4GWIFI通信。通过软件APP编程，使手机端能够监控环境内可燃气体数据。在整个测量过程中这个系统能够正常工作，完美响应各项指令，经过了多次优化和改进，最终表现出了非常可靠的安全性，完全符合初期设计需求。 在天然气应用越来越多的时代，危险气体报警器不可或缺，它可以让天然气泄漏造成的灾难大大减少，从而让人们的生活更加安全。
目录
引言 1
(一)危险气体报警器的发展背景 1
(二)危险气体报警器的国内外发展与意义 1
一、方案的设计 2
(一)危险气体报警器的系统的组成框图 2
(二)NodeMCU简介 2
(三)SSD1306显示器简介 3
(四)5V无源蜂鸣器简介 3
(五)ESP8266MOD简介 4
(六)MQ5可燃气体传感器简介 5
二、系统硬件设计 6
(一)主控电路的设计 6
(二)参数显示电路设计 8
(三)MQ5传感器电路设计 9
(四)危险气体泄漏报警电路设计 9
三、系统软件设计 11
(一)危险气体报警器的主程序流程设计 11 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: @351916072@ 

(二)主机子程序设计 11
(三)从机子程序设计 12
四、安装与调试 14
(一)安装 14
(二)调试 15
结束语 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 23
附录三 实物图 24
附录四 元件列表 25
附录五 安卓端源程序 26
附录六 程序 27
引言
(一)危险气体报警器的发展背景
随着科技的发展，西气东输计划的实施，可燃气体作为燃料走进千家万户，为人们带来便利的同时，危险也悄然接近。尽管各家各户都选用了质量较好燃气灶、热水器，但安装危险气体报警器的人却很少，一是因为价格贵，二是因为不实用，三则是没用吸引眼球的功能。燃气事故时有发生，燃气一旦泄露引发灾害，后果不堪设想，为了防止这种情况的出现，燃气报警器是首要之选，但目前市面上的危险气体报警器大多只有声音报警功能，没有远程报警功能，万一没听见声响，后果非常严重。远程报警可以更好的保护使用者的人身安全，基于远距离通信的可燃气体作为新型智能产品，弥补了远程报警的空缺，可以使人们远程知晓危险的发生，及时做出反应，从而保护人民生命财产安全。它主要是以ESP8266作为WIFI传输模块，既能以不过于高昂的价格进入全家万户，又可以吸引消费者眼球，颇具潜力。
(二)危险气体报警器的国内外发展与意义
目前国外的危险气体报警器还是老旧的款式，外国人觉得这些器材更安全可靠。国内家庭很少有人购买危险气体报警器，因为都觉得它并没有必要，燃气不会在自己家里泄露。但据历年新闻报道，燃气泄露导致的灾害正在增多，原因是天然气大量接入每家每户。用户不买账，厂家就减少生产，可燃气体在网上的销量并不高，在现实中也没人推广。
国内智能家居虽然起步晚，但是经过几年的研发，国内智能家居产业已经在很多领域超越了国外。智能产品的价格相较普通产品价格过高，但一旦大规模商用，价格问题就会得以解决，潜力巨大。智能家居目前主要的就是接入设备，而途径无非是WIFI和蓝牙，智能家居的普及必会给传统家居带来一次冲击。
WIFI危险气体报警器相比传统危险气体报警器有着更高的安全性，假如没有听到报警声，后果不堪设想。WIFI的接入既能使报警器智能化，又能加强实用性，两全其美。智能家居的标签可以吸引更多客户前来购买危险气体报警器。
一、方案的设计
(一)危险气体报警器的系统的组成框图
本设计使用以ESP8266MOD为核心，ESP12E为模组的NodeMCU板作为主控制模块，选用MQ5可燃气体传感器监测室内可燃气体浓度，控制系统对采集的信息进行处理整合，从而获得清晰直观的数字数据；选用双色0.96寸OLED显示报警信息，可燃气体泄漏时发出蜂鸣器报警；选用ESP8266为WIFI模块，手机连接无线WIFI网络在手机APP中查看报警信息。ESP8266用于发送可燃气体含量信息到手机端，通过连接路由器，通过MQTTClient发送到手机端APP。
NodeMCU处理数据和发送数据，APP接收数据，远程接收数据，三者缺一不可。近距离显示电路显示报警信息，蜂鸣器报警。远近距离同时报警，安全系数得到保证，软硬件结合，给人身安全带来最大的保障。图1为危险气体报警器硬件框图。


图1 危险气体报警器硬件框图
(二)NodeMCU简介
NodeMCU是一款基于ESP12E模组的低功耗的UARTWIFI模块，ESP8266MOD
为核心，基于ESP12E模组，采用Lua脚本语言编程，可使用arduino进行调试，是一个开源的物联网平台。它是专门为物联网设计的硬件，可以应用于互联网、局域网通信以及智能家居等多个领域。它采用板载PCB天线，使用了2.54直插封装，从而方便了使用者进行设备调试和应用。
NodeMCU用Lua语言封装ESP8266MOD的硬件操作API，避免了开发者接触过多的硬件，提升了开发者设计产品的快速设计的能力。图2为NodeMCU开发板实物图。


图2 NodeMCU开发板
(三)SSD1306显示器简介
SSD1306是CMOS OLED驱动芯片驱动的发光二极管点阵图形显示系统。它由128segments与64Commons组成，为共阴极OLED面板设计，还嵌入了对比度控制器，有着0.96寸显示尺寸，蓝黄双色，I2C的接口，128*64的分辨率。图3为ssd1306显示器实物图。



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