CO检测与报警-GSM-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-005-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的CO控制器与报警系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用了STC89C52单片机作为核心控制器，用于获取输入部分数据并进行内部处理，从而控制输出部分。输入部分包括CO检测模块、独立按键和供电电路。CO检测模块由CO传感器和ADC0832组成，用于实时检测CO浓度。独立按键用于切换界面和设置CO最大值。供电电路为整个系统提供稳定的电源。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制风扇、SIM900A GSM模块、LED和蜂鸣器。LCD1602显示模块用于显示当前CO测量值和CO最大值等信息。继电器控制风扇，当CO浓度超过最大值时，继电器闭合，风扇开始转动。SIM900A GSM模块用于在CO浓度低于最小值时发送异常短信至手机。LED灯在CO浓度超过最大值时亮起，CO浓度低于最小值时闪烁。蜂鸣器在CO浓度超过最大值时发出报警声。通过实验验证，该CO控制器与报警系统能够准确地检测和控制CO浓度，并在CO浓度超过或低于设定阈值时进行相应的报警和控制动作。因此，该系统具有实用性和可靠性，可在各种场合中用于CO浓度监测和报警。
关键词：单片机；MQ-7检测一氧化碳浓度传感器；GSM通信模块
字数：10000+
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内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 GSM通信方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.5 SIM900A通信模块
3.6 MQ-7一氧化碳气体传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 室内CO浓度检测实物测试
5.3 GSM报警实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着科技的发展，越来越多的可燃性气体作为能源应用于工业生产和人们的日常生活中。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，家用煤气的使用和储存过程中会因各种原因发生泄漏，煤气的主要成分是可燃气甲烷和一氧化碳，遇到明火会发生燃烧甚至爆炸，所以如果在煤气泄漏时打电话，使用家用电器的话，可燃气遇到电火花可能会发生爆炸事故。人待在煤气泄漏的空间内，甲烷的不完全燃烧可能会生成一氧化碳，人体吸入有毒气体一氧化碳后，一氧化碳将会迅速与血液中的红细胞结合导致人体中毒昏迷，如果长时间吸入泄露的煤气甚至会发生中毒死亡。为了减少这类事故的发生，就必须对厨房内一氧化碳等可燃气体进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测报警装置，严密监测环境中这些气体的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。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。
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，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煤气中毒响应的根源，如果采用煤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，煤气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达95%以上，计算机的普及和信息技术的迅猛发展，人们已不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭，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。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，煤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，单片机有利于为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。为此我们开发研制了CO检测与报警系统。
1.2 国内外研究现状
陈成，吉培荣，谭嫔，曾怡发明了一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置,它包括控制芯片,与控制芯片输出口连接的显示系统,制动系统以及报警模块,与控制芯片的输入口连接的无线通信接收模块以及与无线通信接收模块连接的无线通信发射模块,无线通信发射模块与一氧化碳传感器模块连接;无线通信接收模块为无线ZigBee接收模块,无线通信发射模块为无线ZigBee发射模块,其中制动系统包括至少1个抽风机.本实用新型能解决地下车库中的CO气体浓度超标,且不能很有效的被排放的问题[1]。
在现代生活中,人们用车的频率愈来愈频繁,在冬季和夏季当汽车停止不动而车内还使用空调冷气或暖气时,发动机所排出的一氧化碳很容易泄漏到车厢内,危及人们的生命财产安全.2021年蒋鹏飞，徐静，杨浩，古天乐，刘添强，吴占财设计采用MQ-7气体传感器来检测气体,用单片机控制声光报警装置进行报警和LCD160A显示检测气体浓度[2].该设计提高了检测气体的灵敏度同时可随时显示室内CO浓度,以便人们观察.复位电路设置报警的初始值方便人们使用且提高了人们在的日常生活的安全性。
2019年W 王，J·科贝特，而约翰逊使用专用集成电路 （ASIC） 和微控制器对一氧化碳 （CO） 报警器进行监督和测试。其中，电化学CO传感器与其检测电路隔离，并在其上改变电压电荷，然后将CO传感器重新连接到检测电路，其中CO传感器上的电压电荷随时间推移恢复到平衡状态。根据电压与时间的关系结果，可以确定CO传感器和CO检测电路是否正常工作[3]。所有测试和控制电路均可由ASIC提供。
机动车辆是主要的交通工具，其中带有A / C的车辆起着重要作用。D Jeevanand，A Prasanth，PRP Kumar，S Satish为车厢设计了一个嵌入式系统，该系统可感应一氧化碳和氧气等气体，并每秒显示一次。如果CO和CO2的水平高于正常水平（30ppm）或氧气水平低于正常水平（19%），则会自动生成警报并立即提供通风。系统会通过 GSM 向授权用户发送一条警告消息。与手动方法相比，该系统的优点是适当的检测和更快的响应时间，从而更快地传播直觉。头痛、头晕、虚弱、恶心、呕吐、胸痛和意识模糊是一氧化碳中毒最常见的症状。本文设计了一种用于车内有毒气体CO和氧气液位检测的嵌入式系统，并开发了一种使用传感器阵列和微控制器的传感系统。如果有毒气体达到最大阈值水平，检测单元会进行检测，并立即产生警报，并自动提供通风。然后通过GSM模块向授权用户发送短信[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
该设计是一种基于STC89C52单片机的CO控制器与报警系统，通过中控部分、输入部分和输出部分的组合实现对CO浓度的监测、控制和报警功能。其中，中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，输入部分包括CO检测模块、独立按键和供电电路，输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制风扇、SIM900A GSM模块、LED和蜂鸣器。经过实验验证，该系统能够准确地检测CO浓度，并在超过或低于设定阈值时进行相应的报警和控制动作，具有简单、实用和可靠的特点，适用于各种场合中对CO浓度的监测和报警需求。
