能智控制实训报告基于单片机的烟雾检测仪设计与实现_本科毕设论文.doc

智能控制实训报告 实训题目 基于单片机的烟雾检测仪设计与实现 学生姓名 *** *** 学 号 ** ** 专 业 班 级 指导教师 目 录 摘 要 3 第一章 烟雾传感器的介绍和设计要求 4 第二章 方案设计与硬件选择 5 第三章 流程图设计 6 第四章 程序 13 第五章 实训总结 16 附录 18  摘 要 随着现代科学技术的飞速发展，各类传感器在各个领域中都发挥着很大的作用。烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。传感器作为烟雾检测报警器的信号采集部分，是仪表的核心组成部分之一。由此可见，传感器的选型是非常重要的。本系统是基于STC89C52单片机的烟雾报警器，所选用的是MQ-2型烟雾传感器。 关键字： STC89C52 MQ-2 烟雾传感器烟雾传感器的介绍和设计要求 1.1 烟雾传感器的分类 烟雾传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类： a、利用物理化学性质的烟雾传感器：如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。 b、利用物理性质的烟雾传感器：如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等。 c、利用电化学性质的烟雾传感器：如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。 1.2 烟雾传感器的特点 (a)能选择性地检测某种单一烟雾，而对共存的其它烟雾不响应或低响应； (b)对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾浓度； (c)对检测信号响应速度快，重复性好； (d)长期工作稳定性好； (e)使用寿命长； (f)制造成本低，使用与维护方便。 1.3 设计要求 能够准确无误地测出有无吸烟现象，如果有且超出所标定的设计值，就发出报警声，否则LED显示正常。 第二章 硬件选择与方案设计 方案一： MP135型半导体空气污染敏感元件，由加热器以及微型Al2O3陶瓷基片上形成的金属氧化物半导体材料构成，用电极引线引出，封装在金属管座、管帽内。当有被检测气体存在时，空气中该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高。使用简单的电路即可将这种电导率的变化转换为与气体浓度对应的输出信号。? 优点：灵敏度高，对污染空气敏感。? 缺点：价格高，驱动电路复杂，对烟雾固体小颗粒灵敏度低。 方案二： MQ-2烟雾传感器，在可燃气体或烟雾中MQ-2烟雾传感器的电阻会有相应的变化。MQ-2气敏元件由微型AL2O3陶瓷管SnO2敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。 优点：灵敏度高，性能稳定，对烟雾固体小颗粒灵敏度高，价格较低。而且驱动电路简单。? 缺点：只能测试烟雾少的时候，在火灾时起不了多大作用。 综上所述，我们选择方案二为最佳方案。 流程图设计 MQ-2烟传感器的应用领域 可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于气、笨、烷、酒精、氢气、烟雾等的监测。因此，MQ-2可以说是一个多种气体探测器。 MQ-2的探测范围极其的广泛。它的优点：灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长、驱动电路简单。 MQ-2的的工作原理 MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。处于200到300摄氏度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的的信息，烟雾的浓度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。 MQ-2的特性 MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感。具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息。 MQ-2型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。需要注意的是：在使用之前必须加热一段时间，否则其输出的电阻和电压不准确 其检测可燃气体与烟雾的范围是100到10000ppm. 电路设计电压范围宽，24V以下均可，加热电压5V左右。 需要注意：加热电压如果过高，会导致内部的信号线熔断，