有害气体检测-设计说明书
电子校园网 编号：
T2602204C-LW
设计摘要：
本设计是基于单片机的有害气体检测装置，通过两块51单片机板子的组合实现功能，并实现无线收发数据的功能。其中，一个板子负责数据采集和传输，另一个板子负责接收数据并在LCD上显示。同时，该设计还使用了nrf24L01无线传输模块、SGP30气体传感器和一氧化碳传感器。在该设计中，通过SGP30气体传感器和一氧化碳传感器，实时采集环境中的有害气体浓度数据。采集到的数据通过一个51单片机进行处理和传输，利用nrf24L01无线传输模块，将数据无线传输给另一个51单片机。接收端的单片机接收到数据后，通过LCD显示屏将数据展示出来。此外，为了增加安全性，设计中还加入了一个预警功能。通过设定一个阈值，当有害气体浓度达到或超过该阈值时，系统会触发报警，例如通过蜂鸣器发出警报声音或发光二极管闪烁。本设计的目标是实现一个基于单片机的有害气体检测装置，通过无线传输和数据显示，提供实时的气体浓度监测和预警功能。通过该装置，可以及时掌握环境中有害气体的浓度情况，为保障人体健康和安全提供有效的监测手段。通过本设计，可以有效地应对有害气体的检测需求，并提供及时的预警功能，具有一定的实用性和应用价值。该设计在实现功能的同时，也涉及到了单片机、无线传输和传感器等领域的应用和技术，对于相关领域的研究和开发具有一定的参考价值。
关键词：单片机；气体检测；阈值报警；nrf24L01
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
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
3.4 MQ气体传感器
3.5 无线通讯模块
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 数据检测测试
5.3 阈值设计测试
5.4 超过阈值报警
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 数值检测测试
6.3数据阈值设置测试
6.4超过阈值报警
结 论
参考文献
致 谢
附 件
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着工业化和城市化的快速发展，大量的有害气体排放对环境和人类健康造成了严重影响。因此，开发一种可靠、高效的有害气体检测装置对于提高环境质量和保护人类健康至关重要。本设计基于单片机的有害气体检测装置，通过两块51单片机板子的组合实现功能，并实现了无线收发数据的能力。其中，一个板子负责数据采集和传输，另一个板子负责接收数据并在LCD上显示。设计中使用了nrf24L01无线传输模块、SGP30气体传感器和一氧化碳传感器。通过SGP30气体传感器和一氧化碳传感器，本设计能够实时采集环境中的有害气体浓度数据。采集到的数据经过51单片机的处理和传输，利用nrf24L01无线传输模块进行无线传输到另一个51单片机。接收端的单片机将数据显示在LCD上。为了增加安全性，本设计还加入了预警功能。通过设定一个阈值，当有害气体浓度达到或超过该阈值时，系统会触发报警，例如通过蜂鸣器发出警报声音或发光二极管闪烁。该设计的实际意义在于提供了一种实用的、基于单片机的有害气体检测装置。通过无线传输和数据显示，该装置能够实时监测环境中的有害气体浓度，并在达到预警阈值时及时报警。这对于保障人体健康和安全具有重要意义。该设计在实现功能的同时，还涉及到了单片机、无线传输和传感器等领域的应用和技术。对于相关领域的研究和开发具有一定的参考价值。通过本设计，可以有效地应对有害气体的检测需求，并提供及时的预警功能，具有一定的实用性和应用价值。
因此，本论文旨在介绍基于单片机的有害气体检测装置的设计与实现。通过该装置，可以及时掌握环境中有害气体的浓度情况，为保障人体健康和安全提供有效的监测手段。
1.2 国内外研究现状
有害气体检测是环境保护和人类健康保障的重要任务之一。随着工业化和城市化的快速发展，大量的有害气体排放对环境和人类健康造成了严重影响。因此，开发一种可靠、高效的有害气体检测装置对于提高环境质量和保护人类健康至关重要。在国内，基于单片机的有害气体检测系统的研究已经取得了一定的进展。[1]例如，一些研究利用MQ系列气体传感器进行气体浓度检测，并通过单片机进行数据处理和显示。这些系统能够实时监测多种有害气体的浓度，并实现了报警功能。另外，一些研究还将无线传输技术应用于有害气体检测中，通过无线传输将数据发送到接收端进行显示和报警。这些研究为基于单片机的有害气体检测系统的发展提供了有益的参考。在国外，也有类似的研究进行。例如，一些研究利用MQ系列气体传感器和单片机设计了有害气体检测系统，实现了气体浓度的实时监测和报警功能。此外，一些研究还将无线传输技术应用于有害气体检测中，通过无线传输将数据发送到接收端进行显示和报警。这些研究的成果为国内外有害气体检测技术的交流和合作提供了平台。然而，目前的研究主要集中在气体传感器的选择和单片机的应用，对于无线传输和数据显示方面的研究还相对较少。因此，本论文的设计与实现在无线传输和数据显示方面具有一定的创新性和研究价值。[2]本设计基于单片机的有害气体检测装置通过两块51单片机板子的组合实现功能，并实现了无线收发数据的能力。其中，一个板子负责数据采集和传输，另一个板子负责接收数据并在LCD上显示。设计中使用了nrf24L01无线传输模块、SGP30气体传感器和一氧化碳传感器。通过SGP30气体传感器和一氧化碳传感器，本设计能够实时采集环境中的有害气体浓度数据。采集到的数据经过51单片机的处理和传输，利用nrf24L01无线传输模块进行无线传输到另一个51单片机。接收端的单片机将数据显示在LCD上。为了增加安全性，本设计还加入了预警功能。通过设定一个阈值，当有害气体浓度达到或超过该阈值时，系统会触发报警，例如通过蜂鸣器发出警报声音或发光二极管闪烁。
该设计的实际意义在于提供了一种实用的、基于单片机的有害气体检测装置。通过无线传输和数据显示，该装置能够实时监测环境中的有害气体浓度，并在达到预警阈值时及时报警。这对于保障人体健康和安全具有重要意义。[3]此外，该设计还涉及到了单片机、无线传输和传感器等领域的应用和技术，对于相关领域的研究和开发具有一定的参考价值。通过本设计，可以有效地应对有害气体的检测需求，并提供及时的预警功能，具有一定的实用性和应用价值。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的有害气体检测，主要实现以下功能：
1、两块51单片机板子组成一个有害气体检测装置，并且可以做到无线收发，一个板子控制数据采集并且通过无线传输给另一个板子，在另一个板子上的LCD上显示采集的数据。
2、要用到nrf24L01做无线传输模块，和一个SGP30气体传感器和一氧化碳传感器
3、还需要产生预警，比如设定一个阈值，到达阈值后可以报警（也就是加一个蜂鸣器和发光二极管）
