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62-基于51單片機的天然氣檢測報警設計

2021-09-10 來源:eefocus

具體實現功能

系統由STC89C52單片機+MQ-5傳感器模塊電路+3個LED指示燈電路+蜂鳴器報警電路+PCF8591AD模塊+風扇控制電路+繼電器電路+電源電路組成。


1、MQ-5實時檢測煤氣濃度,濃度分為低中高3檔,并分別用綠燈、黃燈和紅燈指示,濃度到達相應的檔位,則相應的燈亮,指示燈指示安全狀態。


2、當濃度達到高檔的時候,蜂鳴器報警,風扇啟動,疏散煤氣,繼電器工作驅動負載斷開煤氣閥;


3、當濃度達到中檔時,繼電器工作,驅動負載斷開煤氣閥。

設計背景

人的生存離不開空氣,人的一生大約有80%的時間是在室內度過的,室內環境質量的好壞影響著人們的身心健康。室內的有害氣體來源有來自裝修不當造成的甲醛、氨氣、氡氣、苯、放射性物質的釋放,而這些氣體在裝修時加以注意,完全可以減少其排放量,從而不至于影響人的健康狀況。室內存在的有害氣體的另一主要來源為可燃性氣體的泄漏,主要可分為天然氣泄漏、液化氣泄漏和煤氣泄漏。 


煤氣泄漏的主要成分是一氧化碳與氫氣,一氧化碳中毒原因是一氧化碳進入人體后會和血液中的血紅蛋白結合,從而出現缺氧。常見于家庭居室內通風差等情況下,煤爐產生的煤氣或液化氣管道泄漏氣中的一氧化碳吸入會導致一氧化碳中毒。 液化氣泄漏危害也不易小視,液化石油氣是石油產品之一。是由煉廠氣或天然氣(包括油田伴生氣)加壓、降溫、液化得到的一種無色、揮發性氣體。由煉廠氣所得的液化石油氣,主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同時含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物雜質。由天然氣所得的液化氣的成分基本不含烯烴。液化石油氣主要用作石油化工原料,用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉化制合成氣,可作為工業、民用、內燃機燃料。其主要質量控制指標為蒸發殘余物和硫含量等,有時也控制烯烴含量。液化石油氣是一種易燃物質,空氣中含量達到一定濃度范圍時,遇明火即爆炸。 


天然氣主要成分是烷烴,其中甲烷含量在95%以上。人所賴以生存的空氣中有大約20%的氧氣,如果人的生活空間是封閉空間,氧氣稀薄,人會因氧氣不足,導致窒息、昏迷,有心腦血管疾病的人將會危及生命。室內天然氣泄漏會使室內空氣中的氧氣相對稀薄,由于天然氣是無色無味,人很難察覺到,尤其當人處于睡眠狀態時,天然氣的泄漏就更加危險,甚至會使人窒息。天然氣的另一危險是當空氣中的天然氣含量達到一定含量時,遇到明火就會產生爆炸,危及人的生命。


硬件設計

硬件設計的任務是根據總體設計要求,在選擇的機型的基礎上,具體確定系統中所要使用的元器件,設計出系統的原理框圖、電路原理圖。


本設計由STC89C52單片機+天然氣傳感器模塊電路+3個LED指示燈電路+蜂鳴器報警電路+風扇控制電路+繼電器控制電路+電源電路組成。

軟件設計

本系統設計主要采用keil軟件編寫與調試程序,程序語言采取易讀性和移植性更高的C語言編寫。

原理圖

本系統原理圖設計采用Altium Designer19,具體如圖。

程序

本設計利用KEIL5軟件實現程序設計,具體如圖。

仿真實現

本設計利用protues8.7軟件實現仿真設計,具體如圖。

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