基于C51煤气泄漏报警系统-毕业设计.doc

第一章 绪 论 1.1课题的背景 随着我国经济实力的增长，人们的生活改善，煤气已经几乎是每个家庭都在使用的燃料。但设备问题和人为操作不当等原因导致的煤气泄漏，给人们的生命财产安全带来了极大的隐患。家庭天然气或煤气泄漏往往容易发生各种安全事故，如最近报道，合肥某小区居民下班回家开灯引起家庭天然气泄漏爆炸重大事故，造成一人被炸死，房屋大量损坏。煤气的主要成分。煤气有毒是因为其中的能与人体中的血红蛋白结合，造成缺氧，煤气泄漏报警器家庭天然气或煤气泄漏往往容易发生各种安全事故，如最近报道，合肥某小区居民下班回家开灯引起家庭天然气泄漏爆炸重大事故，造成一人被炸死，房屋大量损坏。煤气泄漏报警器具有煤气功能，对保护生命财产安全有重大作用。调研煤气泄漏报警系统结合单片机技术设计一个煤气泄漏报警仪。该仪器主要功能包括：1.能检测到煤气泄漏；2.能及时进行煤气泄漏报警;3.报警方式多样化；4.能实现数据的无线传输。SnO2）。当传感器处存在可燃气体的环境中时，二氧化锡的电导率受可燃气体的影响，随着空气中可燃气体浓度的改变成正相关。进行一些简单的电路设计就可以将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-5气体传感器主要是对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高，对甲烷和丙烷可较好的兼顾。这种传感器可检测多种可燃性气体，特别是天然气，是一款适合多种应用的低成本传感器。 MQ-7气体传感器所使用的气敏材料与MQ-5一样，不过MQ-7主要是对一氧化碳气体的检测，采用高低温循环检测方式，低温（1.5V加热）检测一氧化碳，传感器的电导率受一氧化碳的影响，随着空气中一氧化碳气体浓度的改变成正相关，高温（5.0V加热）清洗低温时吸附的杂散气体。MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。 本次设计的系统中用到的无线传输是Si4432。Si4432是一款低于1GHz高性能射频收发器。其主要针对工业、科研和医疗(ISM)以及短距离无线通信设备(SRD)。S4432输出功率可达+20dBm，接收灵敏度达到-121dBm，可提供对数据包处理、数据缓冲FIFO、接收信号强度指示(RSSI)、空闲信道评估(CCA)、唤醒定时器、低电压检测、温度传感器、8位AD转换器和通用输入/输出口等功能的硬件支持。Si4432提供了先进的无线功能，包括连续频率范围从240到930 MHz。Si4432 的高度集成带来降低 BOM，同时简化整体设计。极低的接收灵敏度（-121dBm 的），加上业界领先的+20 dBm输出功率，保证传输范围和穿透能力。内置天线多样化和支持跳频。 2.3设计思路 为了让煤气泄漏报警器进入寻常家庭，充分实现检测煤气泄漏并及时报警。我们采用51单片机对煤气泄漏传感器的控制。同时，考虑到由于人们不是时时刻刻在厨房或者存在煤气的地方呆着，所以我们采用的是多机通信的方法。由一个51单片机对煤气泄漏传感器进行控制和信息采集，其他的模块实现报警功能。多个模块之间的数据交换是通过无线射频通信的方法实现的。 本设计按以下思路展开研究： （1）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，信号传输，系统设置报警三个部分。 ①信号采集部分即通过气体传感器检测室内空气中是否有CO，若有则产生相应的数字量，若无也产生相应的数字量，据此来判断空气中是否含有CO和煤气是否泄漏。 ②信号传输部分是将采集到的数字信号，通过无线射频通信的方法进行数据通信。 ③系统设置报警部分是通过蜂鸣器报警实现和LED的亮灭。 基于以上分析。系统总体设计功能模块如下图所示。 总体设计框图 2.4主要开发工具 2.4.1开发环境 Keil μVision3是KeilSoftware公司推出的一款可用于多种8051MCU的集成开发环境(IDE)，该IDE同时也是PK51及其它开发套件的一个重要组件。除增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外，uVision3还提供了一个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成。此外其内置的仿真器可模拟目标MCU，包括指令集、片上外围设备及外部信号等。uVision3提供逻辑分析器，可监控基于MCU引脚和外设状态变化下的程序变量。uVision3提供对多种最新的8051类微处理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。 keil运行界面 C51单片机编译器的功能不断增强，及其它的衍生产品，可以更加贴近CPU本身。C51单片机已被完全集成到Keil uVision3的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器等。Keil uVision3 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境