基于STC89C52RC单片机的厨房气体泄漏报警器设计

　　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

　　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