基于單片機(jī)的氣體泄露預(yù)警器設(shè)計(jì)

徐 興 傅 凱

(新余學(xué)院中興通訊信息學(xué)院，江西 新余 338004)

0 引言

氣體泄露預(yù)警器將可靠地傳遞出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒在場(chǎng)的相關(guān)人員迅即采取有效的措施；或啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，通風(fēng)或關(guān)閉，及時(shí)排除險(xiǎn)情；有效避免火災(zāi)、爆炸、窒息、死亡等惡性事故的發(fā)生。作為社會(huì)發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)，安全預(yù)警起到了一個(gè)很大的作用。在家庭的日常生活之中，如何保障在家人員的生命和家庭的相關(guān)物品的安全就有著至關(guān)重要的作用。

1 概述

過去所采用的預(yù)警裝置，也許能夠起到一定的警示作用，但是家庭中使用的燃?xì)鈭?bào)警器普遍存在濃度測(cè)量靈敏度不夠,以及對(duì)煙霧和燃?xì)獾膮^(qū)分辨別不夠靈敏等問題。往往就會(huì)造成比較嚴(yán)重的意外及事故。為此有必要針對(duì)上述問題研發(fā)出一種更加有效的氣體泄露預(yù)警器，從而更加有效地實(shí)現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ钪械氖鹿拾踩A(yù)警。

2 設(shè)計(jì)思路

2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

當(dāng)危險(xiǎn)氣體泄漏的濃度到達(dá)一定的限定值時(shí)，CO氣體檢測(cè)傳感器MQ-4的特點(diǎn)：①對(duì)甲烷,天然氣有很高的靈敏度;②快速的響應(yīng)恢復(fù)特性;③對(duì)乙醇，煙霧的靈敏度很低，適合用于家庭,工業(yè)的甲烷,天然氣的探測(cè)裝置)進(jìn)行及時(shí)的氣體收集和判定，當(dāng)氣體濃度高于安全濃度的時(shí)候，MQ-4傳感器將采集到的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且將數(shù)字信號(hào)通過中控電路傳遞給主控制器。之后，立即進(jìn)行LED爆閃和蜂鳴器蜂鳴，如果有接入輔助設(shè)備，可以進(jìn)行電子智能化處理氣體泄露。看似簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，卻在關(guān)鍵的時(shí)候具有十分巨大的作用。

2.2 硬件模塊設(shè)計(jì)(見圖1)

圖1 系統(tǒng)方案圖

2.3 軟件設(shè)計(jì)

軟件程序的設(shè)計(jì)是以單片機(jī)控制為中心的，發(fā)射模塊不斷地檢測(cè)震動(dòng)信息，一旦收到檢測(cè)模塊傳來的形象，就會(huì)立即進(jìn)行程序判斷，等待配置完成后，單片機(jī)將會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的處理，將信息傳給LED和蜂鳴器報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警，提醒有危險(xiǎn)氣體泄露。

3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

當(dāng)仿真環(huán)境中的氣體超出了預(yù)定的氣體濃度時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)通過蜂鳴器以及LED爆閃燈進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，并且啟動(dòng)相應(yīng)的外部輔助設(shè)備，進(jìn)行智能化處理氣體泄露。家用危險(xiǎn)氣體預(yù)警器可以及時(shí)檢測(cè)危險(xiǎn)氣體的濃度值，并在氣體濃度異常時(shí)發(fā)作聲光報(bào)警，提示用戶，防止爆炸和煤氣中毒的產(chǎn)生，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 設(shè)計(jì)擴(kuò)展

除了在家用危險(xiǎn)氣體泄露的預(yù)警，本設(shè)計(jì)亦可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，通過改變氣體檢測(cè)模塊，去檢測(cè)不同環(huán)境的不同危險(xiǎn)氣體，從而實(shí)現(xiàn)氣體泄露預(yù)警。應(yīng)用前景廣泛，場(chǎng)景應(yīng)用多樣，市場(chǎng)需求量大，解決痛點(diǎn)措施有效。值得投入更多財(cái)力和物力，進(jìn)行大力推廣和設(shè)計(jì)完善，從而在未來智能家居方面起到重要影響力。

5 結(jié)語

在倡導(dǎo)使用新能源的現(xiàn)實(shí)背景和智能家居的發(fā)展下，設(shè)計(jì)一款實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、即時(shí)預(yù)警、小巧可靠的氣體泄露預(yù)警器，是十分合適的。除了家用，在大型商場(chǎng)、超市、電影院等場(chǎng)景，均可有立足之地。看得見的危險(xiǎn)還能解決，可是這看不見摸不著的氣體泄漏，還是要靠數(shù)字化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警。