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基于单片机的一氧化碳报警系统的设计与实现(附件)【字数:5451】

2024-11-03 20:10编辑: www.jxszl.com景先生毕设
在我们平常生活中,存在着各种各样的隐患,一氧化碳中毒就是一大隐患,一旦一氧化碳浓度超过我们人体所承受的,就会导致中毒,所以一氧化碳的检测与预防也是一大问题。本论文选用STC89C52单片机作为主系统,MQ-7烟雾传感器作为检测装置,从而两者搭配来完成检测一氧化碳浓度的步骤,再通过LCD1602液晶显示器来进行传达,这样我们可以更直接的观察到一氧化碳浓度的变化,并通过设置报警阈值,来进行疏散操作。启用排气扇,降低一氧化碳的浓度,并通过LED指示灯来达到一个报警声音以及闪烁。
目录
一、引言 1
(一) 课题研究的目的和意义 1
(二) 国内外现状 1
二、系统设计方案 1
(一)设计方案 2
(二)元器件选择 2
三、硬件电路组成 4
(一)单片机最小系统 4
(二)液晶显示模块 5
(三)声光报警提示模块 6
(四)负载控制模块 6
(五)按键模块 7
四、系统软件设计 7
(一)主程序设计 8
(二) 按键子程序设计 8
(三) ADC0809子程序设计 9
五、实物的制作与调试 10
(一)制作 11
(二)调试 11
六、总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录一原理图 17
附录二PCB图 18
附录三 元器件清单 19
附录四 程序 20
一、引言
21世纪以来,伴随着时代的进步,一氧化碳成为我们在生活中很容易接触到的气体,无论是在日常生活中还是在工业生产中,一氧化碳随处可见,但一氧化碳对于我们而言却是一种危险的存在,当今社会中,越来越多的人因不注重一氧化碳的浓度,从而导致了一氧化碳中毒事件的频繁发生,特别是在工业生产中,一氧化碳的浓度达到一定浓度时,遇到明火发生爆炸,给我们身体带来了巨大的伤害,也给工业生产带来巨大的损失。因此为了预防这类事情的发生,我们所需要的就是可以时刻了解并观测到一氧化碳浓度的变化,来进行适当的调节,制定应急方案,从而保障我们的身体 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072
安全和财产安全。
课题研究的目的和意义
标准状况下一氧化碳(carbon monoxide, CO)为无色、无味、无刺激性的气体,不易溶于水,他在空气混合物中爆炸极限为12.5%~74%,相对分子质量为28.01,沸点190℃。一氧化碳中毒的原理是:一氧化碳进入人的身体后会跟血液中的血红蛋白相结合,进而产生碳氧血红蛋白,从而使血红蛋白不能与氧气相结合,最后会引起人的机体组织出现缺氧的状况,持续一段时间后导致我们会因为呼吸不到氧气而窒息死亡。由于一氧化碳是无色、无味的气体,因此容易忽略。一氧化碳是目前除了二氧化硫,氮氧化合物外计入空气质量评价的主要污染物。一氧化碳中毒会导致人体组织器官缺氧,从而诱发一系列临床症状的急性疾病。大脑是人体需氧量最大的器官,一氧化碳中毒后常以大脑缺氧为主要症状,大多数轻至中度中毒患者经及时救治,通常治疗后良好。重症中毒患者会因为所吸收一氧化碳浓度过高所导致的脑部疾病,留下神经后遗症。
在我们平常生活中随处可见的情况,冬天使用煤炉取暖,燃气热水器出故障都是导致一氧化碳中毒的原因,在工业上高炉煤气或者水煤气都含有较高浓度的一氧化碳,水煤气达30%~40%。在工业生产过程中,炉门、窑门关闭不严或者煤气管道泄露均可导致一氧化碳中毒。
因此,精准有效测量一氧化碳的浓度对于防止一氧化碳中毒,保障工人及个人的人身安全有很大的意义。
国内外现状
现在常见的一氧化碳传感器主要是由美国Enterqertics Science公司发表三电极控制电位原理开发,由于敏感元器件电解性质的不同,它主要分为三种方法,分别是:胶体电解质、固体电解质和液体电解质。从分析方法上,它又分为:电气法(热导式和半导式)、电化学法、色谱法、光学吸收法等。
而在我国现在只有少量的一氧化碳检测仪器使用于现场,特别是在煤矿下工作的工人,他们大都缺乏对一氧化碳的安全检测,难以适应工作的推进,因此研究适应检测矿下一氧化碳具有重要意义,也为工人的安全提供保障。
二、系统设计方案
(一)设计方案
一氧化碳监测和报警系统设备设计的初衷是希望可以快速准确地确定氧气中的一氧化碳浓度,通过显示屏来知晓一氧化碳的浓度,当一氧化碳达到一定数值后,报警器有灯光提示,并伴随蜂鸣器发出响声,从而由于浓度过高,继电器吸合,致使小风扇开始转动,以此来降低空气中一氧化碳的浓度。
要想达到上述效果,我们需要用到CO气体浓度采集模块,按键模块,显示模块,声光报警提示模块,负载控制模块,复位电路,晶振电路,单片机,其组成结构如图21所示。
图21 一氧化碳监测报警设计结构框图
(二)元器件选择
经过各方面的打算跟性价比的选择我们选择了以下元器件:
1.STC89C52芯片
STC89C52芯片是一种低功耗,高性能的CMOS8位微控制器,可以给本设计提供高灵活,超有效的解决办法。
2. MQ7烟雾传感器
MQ7烟雾传感器对一氧化碳的灵敏度极高,成本相对较低,因此这是我们选择来测量一氧化碳浓度性价比最高的传感器,实物如图22所示。
图22 MQ7烟雾传感器
MQ7烟雾传感器还具有以下特点:
(1)长寿命,成本低。
(2) 使用简单的驱动电路即可。
3.ADC0809芯片
模拟转换器,我们采用的是ADC0809芯片,其实物如图23所示。
图23 ADC0809模拟转换器
4.LCD1602A液晶显示屏

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