1、 南京邮电大学高等教育自学考试 专接本专业 毕 业 设 计 (论文 ) 设计题目：家用燃气泄漏报警器的设计 专科学校 南京信息职业技术学院 姓 名 卢艳 准考证号 012912253007 本科专业 计算机通信工程 指导教师 袁迎春 完成日期 2014 年 5 月 4 日 附表一 南京邮电学院高等教育自学考试 专接本专业 毕业设计任务书（本科） 姓名 卢艳 准考证号 012912253007 专业 计算机通信工程 题目 家用燃气泄漏报警器的设计 指导教师 袁迎春 职称 讲师 工作 单位 南京信息职业技术学院 通信 地址 南京信息职业技术学院 邮政 编码 210046 联系 电话 1870515
2、2275 设计内容（要求详细到节，有学生独立完成的内容）： 燃气报警器主要是由传感器感知模块，报 警模块， LCD 显示模块，传感模块组成，其中室内燃气浓度的变化经过一氧化碳传感器来感知并将其转化为电信号传输到测控电路中的。在具备了硬件条件后，编写程序来完成本课题所需达到的功能；对于报警模块，可由蜂鸣器和 LED 实现报警功能。结合上述提到的所要完成的主要功能，我认为完成这一设计可以分为下面这几步走： （ 1）结合本设计课题所要完成的主要功能，完成原理分析及电路初步设计。 （ 2）确定电路所需的元器件并熟悉其各自在电路中的作用以及工作原理。 （ 3）利用 prtel 99se 和 keil 软
3、件完成相应的电路图制作与程序 的编写，对燃气报警器的电路进行调试，验证方案的可行性。 （ 4）调试顺利完成后，搜集所需元器件，开始线路布局，进行手动焊接。 （ 5）在焊接成功后，对燃气报警系统的电路再进行测试。 （ 6）燃气报警实验顺利完成后，撰写毕业设计论文。 主要参考文献、资料 (写清楚参考文献名称、作者、出版单位 ) 1 周润景 徐宏伟 丁莉 .单片机电路设计、分析与制作 J. 北京：机械工业出版社 .2010 2 彭为 黄科 雷道仲 .单片机典型系统设计实例精讲 J.北京：电子工业出版社 .2006 3 张志良 主编 邵青 张慧莉 .模拟电子技术基础 J.北京：机械工业出版社 .200
4、6 4 朱明程等 .一氧化碳传感 MGS1100 原理及应用 J.电子技术 ,1998,1:39-40 5 戴 永 黄辉先 胡俊达等 .微型计算机技术 J.湘潭：湘潭大学出版社 .2008 6 艾礼貌 .浅谈热释电红外传感器报警系统 J.中国科技财 富， 2009,23（ 7）： 10-12 7 周世龙，单电源供电运算放大器设计方法 J，电子工程师， 2005， 31 8 丁国骏，陈敏，图解电子电路，科学出版社 M， 2004 9 王猛，姜旭，可燃气体报警器计量检定现状与发展，沈阳市能源标准计量所 J， 2006 10 高吉祥，数字系统与自动控制系统设计 M，电子工业版社， 2007 11 谢
5、自美，电子线路综合设计，华中科技大学出版社 M， 2006 要求完成报告书的时间： 2014 /4 /27 单位（盖章） 南邮继续教育学院（盖 章） 下达任务书： 年 月 日附表二 开 题 报 告 班级： 2012 级南邮接本班 姓名： 卢艳 准考证号： 012912253007 提 纲：家用燃气报警系统的实现，系统各硬件模块的设计与调试，系统软件程序的设计与调试 1.对教师下达的课题任务的学习与理解 燃气是我们生活中不可缺少的部分，因为 燃气泄漏造成的一氧化碳中毒或爆炸的事故屡屡发生。本课题通过设计燃气报警器可以大大降低使因燃气泄漏造成的事故。燃气报警的燃气探测器时刻监测室内的燃气浓度，当我
6、们使用完燃气后忘关了阀门之后，就会泄露大量燃气，若燃气探测器检测到燃气溶度超过报警器设定的安全浓度值时，就会进行声光报警，以提醒人们及时关闭燃气阀门，注意安全问题。由此可以大大降低灾难性事故发生的概率。 2.阅读文献资料进行调研的综述 通过图书馆查阅以及网上查询等方式，结合本设计所要完成的主要功能，了解到燃气报警器为居民家用的燃气报警器，一般安装在厨房 ，遇燃气泄漏时，报警器可发出警报声。在应用方面，目前最广泛的是可燃性气体气敏元件传感器，已普及应用于气体泄漏检测和监控，从工厂企业到居民家庭应用十分广泛。国外燃气报警器发展很快，一方面是由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另
7、一方面是由于燃气报警器市场增长受到政府安全法规的推动。因此，国外燃气报警器技术得到了较快发展，目前，燃气报警器的发展趋势集中表现为：一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，这也是燃气报警器一直追求的目标。二是增强可靠性，实现元件 和应用电路集成化，多功能化，发展 MEMS 技术，发展现场适用的变送器和智能型燃气报警器。 3.根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划） 2.01-2.05 查找资料， 确定课题 2.08-2.16 收集资料，总体方案设计，开题报告 2.17-3.05 调试程序，修改论文，完善实物 3.05-
8、3.25 撰写毕业设计论文 3.25-3.30 整实物体，论文定初稿 4.11-4.20 整实物体，论文定稿 4.21-5.06 准备答辩 5.07 毕业答辩 指导教师批阅意见 指导教师签名 _ 日期： 注：不够可另加附页。附表三 毕业设计 (论文 )工作中期检查表 类 别 指 导 教 师 检 查 意 见 备 注 （包括工作摘记） 计 划 执 行 情 况 毕 业 设 计 工 作 该毕业设计基本能按照计划进行，现处于家用燃气报警硬件结构以及气体传感模块的设计阶段，学生感觉该课题具有一定的深度，需要查阅大量的资料。 动 纪 律 思 想 品 德 期 间 工 作 态 度 劳 学 生 在 毕 业 设 计
9、 该生能够及时和老师进行沟通和交流，主动查阅资料，认真分析研究。按照老师要求进行论文的研究和写作，态度积极。有协作精神。 毕 业 设 计 调 整 意 见 注重燃气报警系统对自动排气方面功能的设计和开发。 学号 学生姓名 11019P05 指导教师 签 名 卢艳 年 月 日 附表四 毕业设计（论文）评语表（本科） 姓名 卢艳 准考证号 012912253007 专业 计算机通信工程 题目 家用燃气泄露报警器的设计 毕业设计（论文）评语： 指导教师（签名） 年 月 日 备注 摘 要 随着经济和科学技术的快速发展 ,人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视 ,液化气、煤气进入家庭的使用为人们带
10、来了方便 ,也改善了城市的环境 ,但同时也给人们带来了潜在的危险 ,其中一氧化碳是最主要的危险源。一氧化碳是一种无色无味的气体，同时燃气燃料在使用中，若管道和阀门密封不好，它们泄露出去，轻者引起中 毒，重者造成火灾，危及人们的生命财产。由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了，使用燃气报警器是对付燃气泄漏的重要手段之一。基于此现实，现提出利用单片机系统进行有效的预防措施。 本论文针对家庭燃气主要类型与成分而设计的燃气泄露报警系统，以气敏传感器和单片机为核心器件。该燃气报警器是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格廉价的报警器，它具有很强的实用性。当这些气体在室内达到一定要求浓度（安全值
11、）时，该装置能够进行声光报警，提醒人们注意有家里有燃气泄漏，及时采取措施。 关键词： 气敏传感器； 单片机 ； 模数转换； 报警器系统； ABSTRACT With the rapid development of economy, science and technology, people to improve the quality of life and improving the living environment more and more attention , liquefied gas into the home s convenient for people to use
12、 , but also to improve the urban environment, but at the same time also gave rise to a potential risk , which is the most dangerous source of carbon monoxide . Carbon monoxide is a colorless , odorless gas fuel in use at the same time , if the piping and valve seal is not good, they leaked out , the
13、 light can cause poisoning, caused severe fire , endangering peoples lives and property . For these reasons, the detection and control of gas becomes very important, the use of combustible gas is one of the important means to deal with a gas leak . Based on this reality , the use of single-chip syst
14、ems are proposed for effective preventive measures. In this thesis, the main types of home and composition of gas and gas leak alarm system designed to gas sensors and microprocessor as the core device . The combustible gas is a simple structure , stable performance, easy to use, inexpensive price a
15、larm, it has a strong practicality. When these gas concentrations in the indoor meet certain requirements ( safety va lue ) , the device can be audible and visual alarm , a reminder of the family has had a gas leak , take timely measures . Keywords： Gas sensors; SCM; analog-digital converter; alarm
16、system; 目 录 第一 章 概述 .1 1.1 课题的背景、目的和意义 . 1 1.1.1 课题的背景 . 1 1.1.2 课题的目的和意义 . 1 1.2 题目可燃性气体报警器的国内外现状 . 1 1.3 报警系统实现的基本内容和功能 . 3 1.3.1 报警系统实现的基本内容 . 3 1.3.2 报警系统实现的基本功能 . 3 第二章 系统总体方案设计 .4 2.1 燃气泄漏报警系统的设计思路 . 4 2.2 系统原理及基本框图 . 4 2.3 燃气报警系统总电路设计 . 5 第三章 燃气泄漏报警系统的硬件设计 .7 3.1 控制模块 . 7 3.1.1 单片机的简介 . 7 3.1
17、.2 引脚介绍 . 7 3.1.3 最小系统 . 8 3.2 模数转换模块 . 11 3.2.1 ADC0809 的简介 . 11 3.2.1 引脚介绍 . 12 3.3 气体检测模块 . 14 3.3.1 传感器 MQ-2简介 . 14 3.3.2 MQ-2参数 . 15 3.3.3 传感模块最小系统 . 16 3.4 显示模块 . 17 3.4.1 LCD 简介 . 17 3.4.2 LCD 工作原理 . 18 3.4.3 显示器最小系统 . 19 3.5 报警模块 . 20 3.5.1 LED 和蜂鸣器 . 20 3.5.2 报警工作原理 . 20 3.6 硬件电路的调试 . 21 第四
18、章 软件部分的设计及测试 .22 4.1 主程序设计流程与编程 . 22 4.2 主程序设计流程图 . 22 4.3 程序测试 . 24 4.4 软件程序的调试 . 25 结束语 .26 致谢 .27 参考文献 .28 附录一 家用燃气报警系统的程序设计 .29 附录二 系统和大图 .35 附录三 系统实物图 .36 南京邮电大学 2014 级 毕业论文 1 第一章 概述 1.1 课题的背景、目的和意义 1.1.1 课题的背景 随着科技的发展，我国燃气的变革及西气东输工程的 进行，煤气或天然气已成为多数家庭的燃料。但是可燃性气体在给我们带来极大便利的同时，也存在巨大隐患。每年因煤气泄漏造成的煤
19、气中毒事故中，因使用热水器不当或产品本身的质量问题造成的一氧化碳中毒事故全国均有不少事例。更有甚者，因室内煤气浓度过高引起煤气爆炸的事故也不少见。 因为燃气使用造成严重经济损失，甚至会危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对这些可燃性气体进行现场实时检测，采用可靠的燃气报警装置，严密监测室内环境中可燃性气体的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保家庭生活 安全。因此，研究可燃性气体的检测方法与研制可燃性气体报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。 1.1.2 课题的目的和意义 人们面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，就真的没有一个彻底的解决办法吗？据有关专家介绍
20、，使用燃气报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。燃气专家指出，燃气泄漏或废气排放而大量产生的一氧化碳是燃气中毒事件响应的根源，如果采用燃气泄漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试同样得出结论，燃气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达 95%以上。 随着科学技术的迅猛发 展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，燃气泄漏则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个问题。人们己不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区安全提出了更高的要求，报警系统被引入家庭，并迅速在世界各地发展起来。人们对居住环境要求的日见增高，体现在希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全。 1.2 题目可燃性气体报警器的国内外现状 国外从 20 世纪 30 年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是因为传感器市场增长受
