第五届中国榛子节暨铁岭榛子展销会新闻发布会举行

I

摘要

煤气已成为人们生活中必不可少的能源了，煤气泄漏时有发生，煤气泄漏使人中毒，

可能会发生爆炸，给人们的人身安全和财产安全带来了很多隐患，所以防止煤气泄漏检测

装置已成为人们迫切的需要，为此开发煤气泄漏报警检测装置是非常必要的。

计算机以及单片机的普及和信息技术的迅猛发展，人们已经对家庭住宅环境提出了更

高的要求，智能化、信息化被引入家庭，便利，舒适而且更加安全。

家庭智能化的定义，在国际上至今尚无一致的理念，在现代化的城乡住宅小区中和采

用微型计算机、自控装置、通信等技术，建立一个物业管理中心与安全防护监控系统，最

终的目的是使每一个祝贺得到满足其要求的最佳方案。这些足以表明人们最注重的还是安

全。而且国家建设部规定，目前住宅小区应实现六项智能化要求，其中就包括实行安全防

范系统自动化监控管理；防盗报警系统应安红外或微波与煤气泄漏报警器等各种类型报警

装置，基于此项规定，煤气泄漏检测报警装置实现智能化势在必行。

本系统主要针对传统煤气，液化气的泄漏进行检测，报警。本系统有如下特点：用单

片机实现控制，电路简单、价格便宜、可靠性好。采用增强型 51 单片机，MQ-2 气体传感

器，煤气泄漏是会发出灯光和声音的报警，因此本系统可作为智能家居的一个安全系统！

关键词：煤气泄漏；单片机；气体传感器

III

1 引言 ...............................................................1

1.1 煤气泄漏检测报警装置的背景及意义..............................................................1

1.2 煤气泄漏报警器的现状......................................................................................2

1.3 设计任务..............................................................................................................3

2 煤气泄漏检测报警装置的方案设计 .....................................4

2.1 设计思想..............................................................................................................4

2.2 气体传感器的选型..............................................................................................4

2.2.1 气体传感器介绍…………………………………………………………4

2.2.2 气体传感器的选定………………………………………………………7

2.3 煤气泄露报警系统的整体设计方案..................................................................8

2.3.1 煤气泄露报警器工作原理………………………………………………8

2.3.2 煤气泄露报警器的结构…………………………………………………8

2.4 装置功能说明......................................................................................................9

2.5 装置主体图...........................................................................................................9

3 煤气泄漏检测报警装置的硬件部分设计 ..............................10

3.1 STC12C5A60S2 系列单片机简介 ....................................................................10

3.2 STC12C5A60S2 系列单片机的内部结构 ........................................................12

3.2.1 管脚说明……………………………………………………………….12

3.2.2 引脚电路的连接………………………………………………………..14

3.2.3 振荡器特性…………………………………………………………….15

3.3 单片机领域前景及发展状况............................................................................15

3.4 STC12C5A60S2 系列单片机最小应用系统 ....................................................16

3.4.1 电源电路……………………………………………………………….16

3.4.2 时钟电路……………………………………………………………….17

3.4.3 复位电路……………………………………………………………….18

IV

3.5 传感器电路........................................................................................................19

3.5.1 MQ-2 传感器介绍……………………………………………………...19

3.5.2 传感器电路的连接…………………………………………………….21

3.6 显示电路............................................................................................................21

3.7 串口下载模块....................................................................................................22

3.7.1 关于 RS-232…………………………………………………………...22

4 煤气泄漏检测报警装置的软件部分设计 ................................24

4.1 主程序设计流程与编程....................................................................................24

4.1.1 主程序设计流程图…………………………………………………….24

4.2 A/D 转换模块的编程.........................................................................................26

4.2.1 A/D 转换模块的结构………………………………………………...26

4.2.2 A/D 转换模块程序…………………………………………………...26

4.3 5110 液晶模块的编程.....................................................................................27

4.3.1 液晶模块编程模式…………………………………………………...27

4.3.2 液晶模块程序………………………………………………………...27

4.4 报警主程序......................................................................................................31

5 煤气泄漏检测报警装置的调试 ........................................33

5.1 Keil 简介.............................................................................................................33

5.2 程序调试的步骤................................................................................................34

5.2.1 程序调试过程中的问题及解决……………………………………….35

总结与展望 ...........................................................37

致谢 .................................................................38

参考文献 .............................................................39

附录 A................................................................40

附录 B................................................................49

沈阳理工大学学士学位论文

1

1 引言

1.1 煤气泄漏检测报警装置的背景及意义

近年来随着人们生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已经深入到百姓家庭。但是由

于使用不当或者设备老化等原因导致的煤气泄漏极大的威胁着人们的生命以及财产安全

CO是一种无色、无嗅、无味、无刺激性的气体，几乎不溶于水，当与空气混合达到

12．5％～80％时具有爆炸性。此外，CO通过人体呼吸作用进入血液循环，造成缺氧血症，

导致组织缺氧，抑制组织呼吸。它又是煤气中对人体危害最大的有毒气体。目前，管道煤

气和罐装煤气早已进入寻常百姓家，但由于使用不当或设备老化等导致的煤气泄漏问题也

日趋突出，极大地威胁人们生命财产安全。在实验室进行研究工作及工业现场施工时，也

经常出现因有毒气体泄漏而引发的事故，有时甚至危及生命和财产安全。因此，研制有效

的，能够用于工业现场和用于家庭环境的有害气体检测装置具有很大的意义，市场应用前

景广阔。

下面是一氧化碳与健康成年人中毒可能发生的症状

50ppm 健康成年人在八小时内能承受的最大浓度

200ppm 2-3 小时后轻微头痛，乏力

400ppm 1-2 小时内前额疼痛，3 小时后威胁生命

800ppm 45 分钟内眼花、恶心、痉挛；2 小时内失去知觉；2-3 小时内死亡

1600ppm 20 分钟内头痛、眼花、恶心；一小时内死亡

3200ppm 5-10 分钟内头痛、眼花、恶心；25-30 分钟死亡

12800ppm 1-3分钟死亡

根据以上数据，可见煤气泄漏时刻危害着人们的生命，当煤气泄漏不仅可以使人中毒，

而且还随时可能发生爆炸的危险，面对煤气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解

决办法。使用煤气报警器是对付煤气无形杀手的重要手段之一。煤气专家指出，煤气泄漏

或废气排放而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得

到及时的警示。有关部门经长期测试得出结论，煤气报警器防止煤气泄漏事故发生的有效

率达 95%以上。所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要。

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