基于Arduino的可燃氣體檢測系統

毛敏，李想

（陜西國防工業職業技術學院，陜西西安，710300）

基于Arduino的可燃氣體檢測系統

毛敏，李想

（陜西國防工業職業技術學院，陜西西安，710300）

可燃氣體泄漏會對人們的人身、財產安全造成損失，針對這種情況，本文以Arduino Uno微處理器為平臺，氣體傳感器MQ-2為檢測探頭設計出了可燃氣體檢測系統。通過試驗，該系統2秒鐘可給出現場實時監測數據，適用于需要檢測可燃體濃度的場合。

可燃氣體；傳感器；檢測；Arduino

0 引言

工業發展迅速，可燃性氣體作為重要的能源或者化工原料普遍地應用到我們生活當中，它們為我們帶來生活便利的同時也給我們帶來一些潛在的危險，針對這種情況，本文以Arduino Uno微處理器為平臺，氣體傳感器MQ-2為檢測探頭設計出了可燃氣體檢測系統。

1 系統設計

在整個系統中，Arduino Uno讀取氣體傳感器MQ-2檢測到的可燃氣體濃度值并進行顯示，根據設置的可燃氣體濃度上限來控制固態繼電器的閉合或斷開進而控制可燃氣體閥門的通斷。系統框圖如圖1所示。

圖1 系統框圖

1.1 硬件設計

1.1.1 氣體傳感器MQ-2

MQ-2是一種氣體電阻控制型氣敏器件，所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。MQ-2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。

1.1.2 Arduino Uno微處理器

Arduino Uno 微處理器系統是一個基于開放原始代碼的軟硬件平臺，體積小巧，功能強大，適用于讀取氣體傳感器信號，該系統包括硬件（Arduino電子板） 和軟件（Arduino IDE）兩部分。Arduino Uno由13個 Digital I/O 數字輸入/輸出端口和6個Analog I/O 模擬 輸入/輸出端口，支持5V 直流電壓輸出和3.3V 直流電壓輸出。

1.1.3 硬件連接

MQ-2的信號線接入Arduino Uno板的A0端口，電源線接入Arduino Uno板上的+5V電壓端口，地線接入Arduino Uno板上的GND端口。

固態繼電器的控制端接至Arduino Uno控制板上的Digital 3端口，固態繼電器的另一端接在控制可燃氣體的開關上。

硬件電路如圖2所示。

圖2 硬件電路圖

1.2 軟件設計

Arduino Uno通過模擬口0采集可燃氣體的濃度數據，并處理成字節數據，通過串口輸出到電腦上，可在串口助手看到結果，如果濃度高于預定值，則輸出信號來驅動固態繼電器閉合和斷開進而控制可燃氣體閥門的開關。程序如下：

#define Aout A0

int gas=0;

int FZ=1000;

int SW4=3;

int WN=5;

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(Aout, INPUT);

pinMode(SW4, OUTPUT);

pinMode(WN, OUTPUT);}

void loop() {

gas=analogRead(Aout);

if (gas＞FZ)

{Serial.println(“warring !”);

digitalWrite(SW4, HIGH);

digitalWrite(WN, HIGH);

Serial.println(gas);}

else

{ digitalWrite(SW4, LOW);

digitalWrite(WN, LOW);

Serial.println(gas);}

delay(1000);}

2 測試結果分析

為了驗證系統的實時性， 開啟可燃氣體設備，前面板可燃氣體濃度數值持續增大，在串口助手可以看到： 濃度值已升高至1020，程序設計中濃度度大于1000時，Arduino UNO發送命令控制固態繼電器的閉合和斷開，進而控制可燃氣體閥門的開關。

3 結論

本文結合氣體傳感器MQ-2和Arduino UNO控制器設計并實現了可燃氣體濃度的采集系統，該系統具有測量精度高、靈敏度高的優點。

[1] 黃俊霖,董潔,吳垣春,等.環境參數監測系統設計[J].電子科技,2013，26(04)：53-54.

[2] 劉竹琴，白澤生.一種高精度可燃氣體檢測報警器設計[J].傳感器與微系統，2013，32(07):71-73.

[3] 陳呂洲.Arduino程序設計基礎[M].北京:北京航空航天大學出版社，2015.

[4] 于崇梓.Arduino開發實戰指南（Labview卷）[M].北京: 機械工業出版社，2014.

[5] 修金鵬.Arduino與LabVIEW互動設計[M].北京:清華大學出版社，2014.

Remote combustible gas monitoring system based on Arduino and Labview

Mao Min,Li Xiang
(Shaanxi Institute of Technology, Xi’an Shaanxi,710300)

The combustible gas leakage will cause loss to people’s personal and property safety. in view of this situation, this paper designed the combustible gas detection system with the arduino uno microprocessor as the platform and gas sensor MQ - 2 as the detection probe. Through the test, the system can give the real-time monitoring data in 2 seconds, which is applicable to the situation where the concentration of combustible body needs to be detected.

combustible gas;sensort;Detection;Arduino