基于单片机的GSM智能煤气泄漏报警器.docx

PINGDINGSHANUNIVERSITY题 目：基于单片机的GSM智能煤气泄漏报警器院 系: 电气信息工程学院 专业年级: 13级电气3班姓 名: 陈团结 学 号:131220108 任课教师:王雪晴2015年12月30日基于单片机的GSM智能煤气泄漏报警器摘要：随着天然气的使用逐渐广泛，家庭天然气的安全使用越来越受到重视。本系统为解决这个问题提供一种有效的思路。系统以MQ-5 进行煤气检测，液晶 1602 实时显示检测数据，单片机采用 AT89S52，短信发送模块采用西门子的 TC35I， AD 采用 8 位 ADC0832。当室内的天然气的浓度超过预警值时就会发出报警,同时自动关闭煤气阀门以保障人们的人身财产的安全。关键词： MQ-5 气敏传感器； AT89S52 单片机； GSM 无线模块； ADC08321 1概述随着生活水平的不断提高，人们对个人安全和家庭财产安全越来越重视，安全已成为一种市场需求。家庭天然气的主要成分是CH4 ，它是一种无色无味的易燃气体，甲烷在空气中爆炸范围为5% ~15%。发生天然气泄漏如果不及时的控制，很容易发生爆炸，所以需要对室内的燃气浓度进行实时检测，同时进行安全报警和故障处理。本装置在室内气体的浓度达到危险值时，可以及时关闭气源和电源，用户手机发出报警信号，排除险情，极大地减少险情的发生。本设计基于 AT89S52 单片机智能的对家庭煤气浓度进行监控，并且能够及时关闭煤气管道阀门和家庭电源，在很大程度上避免险情的发生。2 系统原理系统通过 MQ- 5 检测燃气浓度，由于传感器根据浓度的不同发出不同的电压信号，故采用 AD 转换，把模拟信号转换成单片机可识别的数字信号给 AT89S52 单片机处理，单片机内部进行数据比较，当实时检测的数据大于程序内部设定的报警值，系统报警并且发送相应的短信给户主和物业公司，并且通过控制开关将气阀和家庭电路关闭。系统的整体组成如图 1 所示。3 系统硬件设计3.1 单片机微控制器本系统采用的是 AT89S52 单片机，是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。该单片机在单芯片上，拥有可编程 Flash 和灵巧的 8 位 CPU，所以 AT89S52 可以在诸多的嵌入式控制应用中提供有效的，灵活的解决方案。在空闲模式下， CPU 将停止工作降低功耗，同时允许 RAM，定时计数器和串口中断继续工作。3.2 气敏传感器MQ- 5 气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在甲烷等可燃气体时，传感器的电导率随空气中天然气浓度的增加而增大。由于这个特性，所以只需简单的电路就可以把电导率的变化转换为与气体浓度相对应的电信号。MQ- 5 传感器对甲烷等气体的灵敏度较高，同时对甲烷和丙烷有着较好的兼顾。主要参数如表 1 所示。3.3 无线传输模块GSM无线通信模块采用 Siemens 公司的 TC35。TC35 模块主要由 GSM基带处理器、供电模块（ASIC ）、 ZIF 连接器等六部分组成。TC35 采用单电源供电，且电压范围为 3.3~5.5V,电源峰值电流大于2A。在模块上电 10ms 后，为使之正常工作必须使 IGT 控制端加时长至少为 100 ms的低电平信号，且该信号下降沿时间小于 1ms。启动后 IGT 引脚信号保持高电平，该模块支持标准的RS232 接口并可实现在 4.8～115 kB之间自动波特率调整。 TC35模块的控制由单片机串口发送 AT命令来实现，单片机以 AT指令来控制短信的收发。由于我国大部分采用中文短信，所以这里以PDU模式将 GB2312 的中文编码转为Vnilode编码。3.4 控制电路系统采用是 DAC0832， D/A 转换集成芯片，该芯片与微处理器完全兼容。 DAC0832 有三种工作：双缓冲，单缓冲和直通。电磁阀门的启闭由电磁阀门， DAC0832 芯片，变送器等部分组成。由于电磁阀门是被脉冲信号驱动，所以采用单缓冲形成的 DAC0832 作为波形发生器，在其提供的正负脉冲作用下，保证阀门的启闭正常。需注意，在正向脉冲供电时阀门开启并保持，若此时电源切断是阀门必须保持开启。而在反向脉冲作用下，阀门保持关闭，若此时电源被切断，阀门必须保持关闭，这样才能实现装置的可靠性。3.5 看门狗电路为了保证系统的正常工作，在实际的应用中，必须解决电路干扰问题。在单片机的实际应用中，其故障主要是以程序的“胞飞”或“死机”的形式出现，为了解决这个问题，所以我们采用看门狗电路使 CPU在出现问题后可以