学术服务内容

在线编辑 学术顾问

咨询率高的期刊

科学技术论文

基于STC89C52RC单片机的厨房气体泄漏报警器设计

时间:2020年06月23日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:在厨房中天然气无色无味,人很难察觉。一些突发状况如煤气灶突然火焰熄灭漏气,会使室内空气中的氧气相对稀薄,造成人员危害,遇到明火会立即爆炸,危及建筑物和他人生命财产安全。为了能够及时知晓厨房空气状况,每家每户需要一种经济实惠、可靠性高

  摘要:在厨房中天然气无色无味,人很难察觉。一些突发状况如煤气灶突然火焰熄灭漏气,会使室内空气中的氧气相对稀薄,造成人员危害,遇到明火会立即爆炸,危及建筑物和他人生命财产安全。为了能够及时知晓厨房空气状况,每家每户需要一种经济实惠、可靠性高的厨房气体检测系统。文章利用STC89C52RC(LQFP44)芯片使用C语言开发的本产品,能够及时检测厨房空气状况并自动排风保护,是用户需要的一种经济实惠、可靠性高、能够自动排除有害气体的报警器。

  关键词:STC89C52RC;厨房安全;报警器

单片机与嵌入式系统应用

  人类生存离不开空气,其一生约80%的时间在室内度过。无烟厨房普及,一些无声无息的隐形杀手也随之而来,各种电气设备和人身安全问题的解决变得越来越迫切。室内有害气体主要包括煤气泄漏和天然气泄漏两类,煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,一氧化碳中毒也是煤气中毒。本产品利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作为开发产品主芯片,是利用STC单片机为核心开发的厨房有害气体浓度检测系统,通过在厨房安置一氧化碳等有害气体检测传感器,预先设定好各个传感器的灵敏度和警戒阈值,如果有异常,便实施现场声光报警。与此同时,系统自动通过STC89C52RC单片机发送信号给排风扇抽取厨房有害气体。

  相关论文投稿刊物:《单片机与嵌入式系统应用》为国家级期刊。本刊定位在单片机与嵌入式系统的基础应用领域,突出单片机与嵌入式系统中的一些基本的软硬件技术、集成开发环境、新产品、新技术等。既有别于对象专业期刊中的嵌入式系统的对象项目应用,也有别于一般电子类期刊中从电子技术应用、电子元器件角度介入嵌入式系统应用。

  1功能介绍

  1.1STC89C52RC芯片

  随着微处理器和大规模集成电路的发展,智能化已经成为自动化的发展方向,集成小型化将取代传统的工艺。利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作为开发产品主芯片,其与传统DIP40封装的芯片相比具有体积小、可靠性高、存储量大等优点。

  1.2一氧化碳传感器

  MQ-7一氧化碳传感器用于气体浓度的采集和获取,在具体检测中,该型号的气体传感器选取的介质—气敏材料,是在纯净空气中导电率较低的二氧化锡[1]。MQ-7一氧化碳检测是利用半导体气敏元件以及金属氧化物的半导体材料,在特定温度范围内,随着环境气体成分的变化,导电率也相应变化,具有灵敏度较高、响应速度快速、重量轻、易于集成化、智能化等优点。

  2工作原理

  电路主要以STC89C52RC作为单片机控制芯片,电路模块包括STC89C52RC单片机控制电路、MQ-7一氧化碳检测电路、报警电路、有害气体排风电路,厨房报警器结构框架。

  2.1STC89C52RC单片机控制电路

  本产品利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作为开发产品主芯片,其比传统芯片的体积小,外部的数据存储和程序存储器寻址范围广,还具有接口资源丰富、功能强大等优点。STC89C52RC外围有时钟电路和复位电路,单片机的时钟电路由C2,C3,Y1构成,Y1为单片机提供11.0592MHz的时钟振荡器,本系统复位方式是按键复位,复位电路元件由C6,S2,R4组成。利用单片机P1.0口输出控制声光控报警电路信号,P1.2口输出控制排风电路信号,P1.3口输入检测有害气体情况信号。

  2.2MQ-7传感器检测模块

  MQ-7是一氧化碳检测传感器以及LM358运放电路的组成,其作用是将煤气、天然气的泄漏与否的检测装换为有利于单片机识别的高电平[2],将信号传输给单片机。MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高,可检测多种含一氧化碳的气体,是一款适合多种应用的低成本传感器。电路的基本思想是通过MQ-7一氧化碳传感器元件对厨房进行指定气体浓度检测,当发现检测的气体浓度超过预设阀值时发出声光报警,同时,报警电路将信息反馈给单片机,由单片机控制的风扇模块电路开始运行,对有害气体进行排除。

  2.3声光报警模块

  本电路由蜂鸣器和LED构成,当检测到天然气泄漏时,通过单片机发出声光报警信号,提醒家人有天然气泄漏危险,必须马上采取相应措施。单片机P1.3口连接报警模块OUT3端口,当模块检测到天然气泄漏现象时,单片机编程控制P1.3输出方波信号,此时产生声光报警信号。

  2.4有害气体排风模块

  单片机P1.2引脚输出低电平触发OUT2段端口的三极管Q2导通,使继电器线圈得电,使得电机工作。实际测量时,检测到有天然气泄漏时触发风扇自动排风保护,根据厨房情况,可以连接控制厨房里的排风扇或者油烟机排风装置。

  3结语

  本电路利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作为开发产品主芯片。通过手机充电的USB端口进行电路供电,电源稳定、可靠、通用性高,利用MQ-7气体传感器测量厨房有害气体,MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高,可检测多种含一氧化碳的气体,是一款适合多种应用的低成本传感器。

  实物测试产品时只需放在厨房台面上,如果没有气体泄漏,OUT1端为高电平,单片机控制OUT3端无输出信号,继续检测OUT1端的状态;如果检测厨房气体泄漏时,MQ-7气体传感器检测出OUT1端由高电平变成低电平,单片机OUT3端输出方波信号,驱动报警电路发出声光报警信号。与此同时,在用户没有听见或看见的情况下,单片机自动控制排风扇排除有害气体。创新点是报警电路将信息反馈给单片机,由单片机控制的风扇模块电路开始运行,对有害气体进行排除,对用户来说危害最小并且安全、可靠、效果好。电路整体结构简单、可靠性高、成本低、抗干扰能力强、使用便携方便。

  [参考文献]

  [1]于博,欧阳宏基.基于STC89C52单片机的烟雾报警器软件设计[J].软件工程,2016(5):14-16.

  [2]周润景,徐宏伟,丁莉.单片机电路设计、分析与制作[M].北京:机械工业出版社,2010.

  作者:张杨齐