基于單片機的氣體泄露預警器設計

徐 興 傅 凱

(新余學院中興通訊信息學院，江西 新余 338004)

0 引言

氣體泄露預警器將可靠地傳遞出聲光報警信號，提醒在場的相關人員迅即采取有效的措施；或啟動聯動裝置，通風或關閉，及時排除險情；有效避免火災、爆炸、窒息、死亡等惡性事故的發生。作為社會發展和社會經濟中的基礎，安全預警起到了一個很大的作用。在家庭的日常生活之中，如何保障在家人員的生命和家庭的相關物品的安全就有著至關重要的作用。

1 概述

過去所采用的預警裝置，也許能夠起到一定的警示作用，但是家庭中使用的燃氣報警器普遍存在濃度測量靈敏度不夠,以及對煙霧和燃氣的區分辨別不夠靈敏等問題。往往就會造成比較嚴重的意外及事故。為此有必要針對上述問題研發出一種更加有效的氣體泄露預警器，從而更加有效地實現在我們日常生活中的事故安全預警。

2 設計思路

2.1 系統的總體設計

當危險氣體泄漏的濃度到達一定的限定值時，CO氣體檢測傳感器MQ-4的特點：①對甲烷,天然氣有很高的靈敏度;②快速的響應恢復特性;③對乙醇，煙霧的靈敏度很低，適合用于家庭,工業的甲烷,天然氣的探測裝置)進行及時的氣體收集和判定，當氣體濃度高于安全濃度的時候，MQ-4傳感器將采集到的模擬數據轉換成數字信號，并且將數字信號通過中控電路傳遞給主控制器。之后，立即進行LED爆閃和蜂鳴器蜂鳴，如果有接入輔助設備，可以進行電子智能化處理氣體泄露。看似簡單的設計，卻在關鍵的時候具有十分巨大的作用。

2.2 硬件模塊設計(見圖1)

圖1 系統方案圖

2.3 軟件設計

軟件程序的設計是以單片機控制為中心的，發射模塊不斷地檢測震動信息，一旦收到檢測模塊傳來的形象，就會立即進行程序判斷，等待配置完成后，單片機將會進行相應的處理，將信息傳給LED和蜂鳴器報警模塊進行報警，提醒有危險氣體泄露。

3 設計實現

當仿真環境中的氣體超出了預定的氣體濃度時，系統就會通過蜂鳴器以及LED爆閃燈進行自動報警，并且啟動相應的外部輔助設備，進行智能化處理氣體泄露。家用危險氣體預警器可以及時檢測危險氣體的濃度值，并在氣體濃度異常時發作聲光報警，提示用戶，防止爆炸和煤氣中毒的產生，保障人民的生命財產安全。

4 設計擴展

除了在家用危險氣體泄露的預警，本設計亦可根據不同的應用場景進行相應的調整，通過改變氣體檢測模塊，去檢測不同環境的不同危險氣體，從而實現氣體泄露預警。應用前景廣泛，場景應用多樣，市場需求量大，解決痛點措施有效。值得投入更多財力和物力，進行大力推廣和設計完善，從而在未來智能家居方面起到重要影響力。

5 結語

在倡導使用新能源的現實背景和智能家居的發展下，設計一款實時監測、即時預警、小巧可靠的氣體泄露預警器，是十分合適的。除了家用，在大型商場、超市、電影院等場景，均可有立足之地。看得見的危險還能解決，可是這看不見摸不著的氣體泄漏，還是要靠數字化設備進行監測預警。