的广泛应用，由于燃气泄漏所引发的爆炸中毒和火灾事故也时有发生，这在种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择种适合的室内煤气泄露报警器实为必要之举。燃气报警器的核心是气体传感器。当气体传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后级线路处理。经过电子线路处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号并可显示燃气浓度或启动外部联运设备。本文正是通过分析目前燃气报警器的现状，设计制作室内故障监测报警系统，保障人们的生命财产安全。关键词气体传感器煤气泄漏煤气报警宁夏理工学院毕业论文宁夏理工学院毕业论文摘要绪论课题背景燃气报警器的概述课题研究的目的及意义系统设计任务系统方案设计设计要求设计思路设计方案方案方案二方案的确定系统方案组成系统三大部分系统框图系统模块设计气体浓度检测模块主控模块设置报警模块硬件电路设计与分析系统电源的设计三端固定式集成稳压器电源电路的设计信号采集放大电路的设计气敏传感元件特性宁夏理工学院毕业论文信号采集放大电路的设计转换电路的设计的介绍电路具体设计方法存储器电路的设计显示器电路的设计显示模块电路设计方法报警器电路的设计键盘电路的设计键盘的工作原理键盘的识别方法键盘的工作方式串口通信电路的设计标准接口信号软件设计单片机编程程序框图和主要程序实验调试硬件调试软件调试调试结果小结参考文献结论致谢附录附录宁夏理工学院毕业论文绪论课题背景煤气的主要成分是氢和烷烃烯烃芳烃等。煤气有毒是因为其中的芳烃等能与人体中的血红蛋白结合，造成缺氧，使人昏迷不醒甚至死亡，在低浓度下也能使人头晕恶心及虚脱。氧化碳为无色无味无臭无刺激气体，比重，几乎不溶于水，不易被活性炭吸附。当碳物质燃烧不完全时，可产生，如人体短时间内吸入较高浓度的，或浓度虽低，但吸时间较长，均可造成急性中毒。主要来自取暖燃料，对人体的损害主要表现在损害血液输送氧气的能力，与血红蛋白结合能力超过氧和血红蛋白的结合能力的倍，当与血红蛋白结合形成的碳氧血红蛋白含量达到时，就会对人体产生慢性损害，达到时就会昏迷，达到就会死亡。由于发生氧化碳中毒事件的普遍性和隐蔽性，迫切需要种能够很好的监控室内氧化碳浓度的仪器，并且在氧化碳浓度过高时能够采取相关措施防止火灾的发生，保护人们的生命财产安全。本文正是通过分析目前燃气报警器的现状，设计制作室内故障监测报警系统，保障人们的生命财产安全。燃气报警器的概述首先我们应对国家标准规定的燃气报警器的种类有所了解。燃气报警器可分为可燃气体检漏仪简称检漏仪，可燃气体报警控制器简称控制器可燃气体探测器简称探测器家用可燃气体报警器简称报警器四大系列产品。报警器为居民家庭用的燃气报警器，般安装在厨房，遇燃气泄漏时，报警器可发出声光报警，或同时伴有数字显示，同时联动外部设备。有的报警器可自动开启排风扇，把燃气排出室外。有的报警器在报警时可自动关闭燃气阀门，以防燃气继续泄漏。燃气报警器的核心是气体传感器，俗称电子鼻。当气体传感器遇到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而变化，随之产生电信号，供燃气报警器后级线路处理。经过电子线路处理变成浓度成比例变化的电压信号，由线性电路加以补偿，使信号线性化，经微机处理逻辑分析，输出各种控制信号，即当燃气浓度达到报警设定值时，燃气报警器发出声光报警信号并可显示燃气浓度或启动外部联运设备如排风扇电磁阀。宁夏理工学院毕业论文课题研究的目的及意义因此设计出性能更加可靠，经济实惠的室内故障监测报警系统已成为市场的需要。目前，现有煤气检测仪器主要是面对工矿企业或公共场所的检测，价格高昂，对家庭也是不适应的。因此，本次设计所面对的是广大居民。系统设计内容本文利用单片机电路制作室内故障监测报警系统。设计过程中关键的两个部分系统硬件的设计和控制软件的编写。这也是在设计过程中需要解决的关键的问题。硬件任务单片机室内故障监测报警系统的硬件主要有大部分，即浓度检测和显示模块主控模块和设置报警模块。浓度检测模块主要由半导体气体传感器组成，它是整个系统中关键的元件显示部分由组成。主控模块由单片机及其相关软件组成，由程序对单片机进行控制。设置报警模块主要由键盘和报警器等组成，这个模块是对报警煤气浓度进行设置和浓度过高的时候进行报警处理。硬件的设计需要单片机模电及其数电的相关知识。在解决这问题的过程中，需要查阅大量资料，结合所学知识，向老师获取帮助。软件任务它的软件设计主要包括主程序和中断处理两大部分主程序要完成口，定时器的初始化及对中断输入的设定，然后延时使传感器进入稳定工作状态，等待定时器的中断中断处理程序根据具体情况需要有相应的子程序。要对程序进行多次调试，分块编程。对各个子程序块所解决的问题要相当明确。最后在制作完成硬件电路板后要调试出设计要求的功能。宁夏理工学院毕业论文系统方案设计设计要求设计的监测报警系统应实现如下功能系统能巡回检测四个不同位置的烟雾和煤气浓度，把检测到的信号送单片机处理，处理过的数据送显示器显示和送存储器保存，在烟雾和煤气浓度达到设置值时系统启动报警。设计思路本设计拟按以下思路展开研究根据该设计要实现的基本功能，设计大致应该分为信号采集放大，信号处理控制，系统设置报警三个部分。信号采集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度，将这种变化量转化成电压模拟量的变化，然后通过运放进行必要的放大。信号处理部分是将采集到的模拟信号转换成数字信号，送入控制器进行处理，并将处理过的信号送存储器保存和送显示器显示。系统设置报警部分是通过预定控制方式并利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。依据上面所说的思路，得到如下些基本的结论信号采集部分为了能准确采集到气体浓度的变化应选用半导体气体传感器，为使其有效的检测室内气体浓度，采用电阻型半导体气体传感器而放大部分使用运放进行比例和反相两级放大。信号处理部分为了实现精确控制，采用单片机较为合适。将模拟信号送模块进行模数转换，经过处理后送存储器保存和送显示器显示。系统设置报警部分可以考虑采用键盘设置初始值和蜂鸣器报警。根据对上面设计系统的分析，我们得到该设计思想框图如下图所示图设计思想框图信号采集放大信号处理控制系统设置报警宁夏理工学院毕业论文设计方案方案采用双传感器，采用相互补偿的方法检测房间气体浓度，将检测的到浓度信号送入芯片中进行模数转换，利用单片机控制声音报警以及将气体传感器检测到的浓度值在显示器显示出来。分析此设计方法虽然解决了传感器检测气体浓度时温度和湿度对测量值的影响，但是，在实际制作的过程中，需要利用的核心控制芯片必须最少具有路位口，气体和温度敏感信号直接由口采集后，进行定的算法修正和软件补偿。由于本课题要求采用四路巡回检测，如果采用本方案那么就需要个特性相同的半导体气体传感器个密封检测气体浓度，另外个做补偿，为了达到更好的温度修正效果，往往需要传感器厂家的配合，在生产时对传感器进行成对生产，以保证传感器特性的致性。并且主控制芯片采用常规的和单片机并不支持，且制作硬件极其复杂，系统整体设计体积过大功耗高成本太高。单单采用此种方法并不能更好的提高测量性能，还需要加以软件补偿。由于采用此方案制作硬件极其复杂，系统整体设计体积过大功耗高成本太高，所以不予采纳。方案二采用高性能半导体气体传感器，采用四路巡回检测的方法检测房间气体浓度，将检测的到浓度信号送入芯片中进行模数转换，利用单片机控制声音报警键盘输入存储器运行，并且将气体传感器检测到的浓度值在显示器上显示出来。分析选用此方法设计电路不仅解决了温度湿度的影响，并且简化了设计电路，降低了成本，采用此种方法设计主体电路。具体电路设计将在下文中给出。提出本次设计采用型气体传感器。现在特将此传感器简单介绍如下特点型气体传感器是以金属氧化物为主体材料的型半导体气敏元件，当元件接触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。灵敏度较高，稳定性较好，响应和恢复时间短。用它做成的报警器完全可以达到标准，不需温湿度补偿。工作条件工作电压宁夏理工学院毕业论文静态功耗加热丝冷态电阻为环境条件温度，相对湿度初期稳定时间分钟响应时间检测煤气浓度范围对氧化碳反应的敏感度图系列氧化碳浓度的条件下电压的振荡曲线高湿高温对传感器的影响根据测试结果表明，此传感器可承受相对湿度的环境条件，但基电平升高。方案的确定现今半导体气体传感器技术的不断提高，使得在应用此类传感器时不必采用温度湿度补偿，极大的简化了电路和降低了成本。鉴于对以上三个方案的对比分析，方案三最符合设计要求，所以我选择使用方案三来设计本次毕业设计的主体电路。系统方案组成本设计属于单片机应用系统。它是单片机在系统检测方面的应用，是典型的嵌入式系统。通常将满足海量高速数值计算的计算机称为通用计算机系统而把面向工控领域对象，嵌入到工控应用系统中，实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。嵌入式系统般分为四种工控机，通用模块，嵌入式微机处理，单片机。系统三大部分单片机应用系统的结构分三个层次。单片机通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器件。单片机系统指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统，宁夏理工学院毕业论文如时钟电路复位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片机系统。单片机应用系统指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道后向通道人机交互通道键盘显小器打印机等和串行通信口以及应