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2021年09月10日 | 62-基于51单片机的天然气检测报警设计
2021-09-10 来源：eefocus
具体实现功能
系统由STC89C52单片机+MQ-5传感器模块电路+3个LED指示灯电路+蜂鸣器报警电路+PCF8591AD模块+风扇控制电路+继电器电路+电源电路组成。
1、MQ-5实时检测煤气浓度，浓度分为低中高3档，并分别用绿灯、黄灯和红灯指示，浓度到达相应的档位，则相应的灯亮，指示灯指示安全状态。
2、当浓度达到高档的时候，蜂鸣器报警，风扇启动，疏散煤气，继电器工作驱动负载断开煤气阀；
3、当浓度达到中档时，继电器工作，驱动负载断开煤气阀。
设计背景
人的生存离不开空气，人的一生大约有80%的时间是在室内度过的，室内环境质量的好坏影响着人们的身心健康。室内的有害气体来源有来自装修不当造成的甲醛、氨气、氡气、苯、放射性物质的释放，而这些气体在装修时加以注意，完全可以减少其排放量，从而不至于影响人的健康状况。室内存在的有害气体的另一主要来源为可燃性气体的泄漏，主要可分为天然气泄漏、液化气泄漏和煤气泄漏。
煤气泄漏的主要成分是一氧化碳与氢气，一氧化碳中毒原因是一氧化碳进入人体后会和血液中的血红蛋白结合，从而出现缺氧。常见于家庭居室内通风差等情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道泄漏气中的一氧化碳吸入会导致一氧化碳中毒。 液化气泄漏危害也不易小视，液化石油气是石油产品之一。是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。
天然气主要成分是烷烃，其中甲烷含量在95%以上。人所赖以生存的空气中有大约20%的氧气，如果人的生活空间是封闭空间，氧气稀薄，人会因氧气不足，导致窒息、昏迷，有心脑血管疾病的人将会危及生命。室内天然气泄漏会使室内空气中的氧气相对稀薄，由于天然气是无色无味，人很难察觉到，尤其当人处于睡眠状态时，天然气的泄漏就更加危险，甚至会使人窒息。天然气的另一危险是当空气中的天然气含量达到一定含量时，遇到明火就会产生爆炸，危及人的生命。
硬件设计
硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。
本设计由STC89C52单片机+天然气传感器模块电路+3个LED指示灯电路+蜂鸣器报警电路+风扇控制电路+继电器控制电路+电源电路组成。
软件设计
本系统设计主要采用keil软件编写与调试程序，程序语言采取易读性和移植性更高的C语言编写。
原理图
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。
程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
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