基于單片機的煤氣與水汽監測系統設計

李潤榮，于復勝

(營口職業技術學院機電工程學院，遼寧營口115000)

隨著我國經濟的快速發展，人們對生活質量的要求也越來越高，尤其是家居生活與健康的標準都在提高.現在，大多數城鎮家庭廚房一般都使用煤氣，有的家庭浴室也會使用燃氣熱水器，在享受煤氣帶來的便利的同時，也要防范煤氣泄漏風險，一旦發生煤氣泄漏事故，輕者會對使用者身體造成極大的危害，重者會導致火災和爆炸等嚴重事故；另外，廚房和浴室中經常產生的大量水汽，也對人們生活造成一定的影響；因此，設計一款可以自動監測煤氣和水汽濃度并可以自動排氣的裝置，顯得尤為重要.

1 監測系統結構及硬件設計

監測系統包括主控電路、煤氣傳感器、水汽傳感器、液晶顯示屏、按鍵、風扇、報警電路等結構.系統采用單片機STC89C52RC作為主控電路[1]，該設備是一種功耗低、性能高的CMOS 8位微控制器，系統本身為8 K字節，單芯片上擁有靈巧的8位CPU 和在線可編程Flash；分別采用MQ-2 氣體傳感器和DHT11溫濕度傳感器作為煤氣傳感器和水汽傳感器[2]，這兩種傳感器都具有靈敏度高、響應快、抗干擾能力強的特點；報警電路由蜂鳴器、發光二極管和PNP型三極管三個部分組成；液晶屏主要有煤氣值和水汽值兩個顯示區域，采用LCD1602，直接與單片機連接；按鍵用于調整用戶設定的限制值.系統工作流程如圖1所示.

2 監測系統工作原理

報警裝置中的傳感器是整個系統的信號源，當傳感器采集到當前環境中的氣體濃度時，會將信號連接到單片機的A/D轉化A0通道，經過單片機處理后與用戶提前設定顯示在液晶屏上的限制值進行比較[3-4]，如果在規定范圍內系統將繼續工作，當超出時單片機將控制蜂鳴器電路并驅動蜂鳴器，同時控制系統將風扇電路打開，并提醒用戶及時查看具體使用情況，及時解除危險.

3 系統創新點

此裝置雖然應用傳統的單片機技術實現，但是在實際設計過程中融入了新的設計理念并結合了現實生活，所以既有繼承也有創新，具體創新點如下：(1)系統設計以成熟單片機技術為核心，除具備報警功能外，還具備自動運行功能；(2)報警限制值可根據環境變化及用戶實際需求自行設定；(3)系統采用智能化設計，將煤氣和水汽監測結合到一起，與家居生活相結合，符合當今社會發展潮流.

4 結語

在提倡節能型社會的今天，許多電器由于設備老化、人為使用不當等諸多原因，給用戶帶來極大的安全隱患.本設計是基于低功耗單片機的煤氣和水汽監測智能報警系統，對當前環境中的煤氣和水汽濃度進行監測，可以方便、快捷、靈敏地監測是否發生煤氣泄露或者是水汽過多.經過多次試驗運行，系統性能穩定，不僅靈敏性較高，而且還具有較強的智能性，當出現煤氣或者水汽濃度過高的情況時，系統會自動運行，不需人為啟動，即便捷又省時，應用前景較好.