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基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统的设计 摘 要：本文介绍了一种基于单片机的煤气泄漏检测与报警系统，可对煤气浓度进行实 时检测和监控、报警，而且还能实现自动开启和关闭排气装置和煤气管道阀门。具有结构简 单、价格低廉、易于操作等特点。主要阐述了控制系统、信号检测系统、功能执行部件的硬 件设计，给出了程序的设计方法，并对程序进行了简要的分析。 关键词：单片机；煤气泄漏；声光报警；气敏传感器 Abstract:This paper introduces a novel intelligent gas monitoring and controlling system based on the single-chip computer technology. It can provide us with the following functions: dynamic measurements, monitoring and controlling, and also alarms for the on-the-spot gas concentration. Besides, this system can automatically open and shut off the gas-pipe valve. It is simple in structure, low cost and easy to operate and so on. It briefly introduces the control systems, signal sensing systems, hardware design of the functional components. The process design methodology and a brief analysis of procedures were given. Keywords:single-chip computer; gas leak; sound-light alarm;gas sensor 一、概述 随着国民经济的日益发展，人民生活水平、生活质量的不断提高，公寓式客房、高级住 宅小区越来越多，使煤气的使用更为普遍。 煤气的开发利用大大造福于家庭生活，同时也带来了更多的爆炸或火灾隐患。由于使用 不当或设备不完善、老化等问题引起煤气泄漏、爆炸的事故也在增多，极大地威胁着人们的 生命财产安全。根据一氧化碳的性质，人体暴露在浓度为 25×10-6 的一氧化碳中，人即会有 轻度头痛、恶心等中毒症状。若持续两个小时或当一氧化碳浓度为 1500×10-6 时，一氧化碳- 血红蛋白的结合率就会升高，人就会产生昏迷、抽搐等重度中毒的症状，给人体造成不可逆 转的伤害，直至死亡。 虽然人们对煤气泄漏事件有了一定的防范意识，但是，煤气泄漏事件造成的家庭悲剧时 有发生，不仅带来了人员伤亡，而且还造成了严重的经济损失。为了确保家庭用气的安全， 防止煤气泄漏引起的中毒和爆炸事件的发生，煤气泄漏检测与报警系统也就应运而生了。煤 气泄漏检测报警系统能够检测室内煤气浓度，当煤气泄漏时产生报警，在减少人员伤亡和经 济损失方面起到至关重要的作用。 一般的煤气报警器功能单一，或是必须手动复位阀门系统，性能稳定性低，而大型的监  控系统又价格不菲，需专门的技术人员来管理，不适用于中小企业和家庭。本文设计了一种 基于单片机的煤气泄漏与报警系统，具有结构简单、价格低廉、易于操作等特点，适于家庭 使用。 本系统采用单片机作为核心控制部件，气敏传感器作为信息提取部件。实现的功能如下： 气敏传感器实时检测室内煤气浓度信号，浓度信号经 A/D 转换后，送入单片机中，单片机 对此信号进行处理后，送入显示电路，实时显示室内煤气浓度，当室内煤气浓度超限（即达 到危险浓度）时，实现声光报警，并关闭气源、开启排气装置，待室内煤气浓度恢复到安全 浓度后，停止报警及排气，并打开气源。本设计的原理框图如下图 1 所示： 检测电路  A/D 转 换  单片机 声光报警 驱动电路 开/关气源  显示电路  执行电路  开启/关闭排气装置  图 1 总体框图 整个系统的工作原理是利用半导体气敏传感器将煤气浓度变换成模拟电压信号，此电压 信号经放大后送到 A/D 转换器，变换成数字量送入单片机进行数据分析。单片机将数据处 理后，送显示电路显示浓度信息。当空气中的煤气浓度达到设定值时，将煤气管道关闭并打 开排气装置，并输出数字信号驱动声光报警。 二、煤气泄漏检测与报警系统的实现 2.1 检测模块的实现 本系统采用半导体气敏传感器的气体检测部件。检测气体浓度时，用恒定电流对气敏传 感器进行间接加热，由于其气体浓度等效电阻RS随着气体