基于STC89C51单片机和GSM通信的燃气报警器设计
摘要：本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，目的是让燃气报警器的水平能够得到提升，经过了STC89C51单片机微处理器芯片的嵌入以及模块电路的搭建和C语言程序代码的控制，对待测环境中的燃气浓度快速检测，能将检测到的数据进行显示，并且当浓度值超标时自动生成报警短信息发送到用户手机上。在硬件系统方面，将燃气检测器划分成多个部分；在软件部分则通过主程序和子程序的构建，使得软硬件系统合理搭配，使得这款燃气检测器系统表现出优秀的工作效果。经过反复测试，这款系统无论在正常或恶劣工作环境都能够长时间的稳定运行。
关键词：GSM通信；燃气测量；
Design of Gas Alarm Based on GSM
Abstract：This topic is based on the research status of most similar control systems on the market. The purpose is to improve the level of gas alarm. After the embedded microprocessor chip of STC89C51 and the construction of module circuit and the control of C language program code, the gas concentration in the test environment can be quickly detected, and the detected data can be displayed. When the concentration exceeds the standard, the alarm message is automatically generated and sent to the user's mobile phone. In the hardware system, the gas detector is divided into several parts; in the software part, through the construction of the main program and subroutines, the software and hardware systems are matched reasonably, which makes the gas detector system show excellent performance. After repeated tests, the system can run stably for a long time in normal or harsh working environment.
Keywords: GSM communication; natural gas measurement;
第一章 绪论
科学技术以及电子技术的发展往往能够对社会的进步具有极大的促进意义，本文将要研究的这款燃气检测器系统也是电子技术发展进步过程中的一个具有里程碑式的产物，它的出现以及性能不断强大都是得益于电子技术的发展，在这个不断发展的过程中，电子技术、微处理器芯片生产技术、集成电路技术等一系列技术都对燃气检测器系统的性能日益完善起到了巨大促进作用。
当前科学技术的发展方向正在朝着高智能化方向发展，尤其是微处理器芯片研发以及应用表现的最为突出，这种微型芯片的外形体积不断缩小，但是内部所集成的基本元器件以及半导体器件密度越来越高，电路形式越来越复杂，这样就使得微处理器芯片能够实现更高的性能，与此同时自动控制技术的发展就得到了硬件基础。
面对燃气泄漏所造成的各种事故威胁，我们需要得到更好更有效的解决办法。使用燃气报警器是防止燃气泄漏等事故发生的重要手段之一。但是，现有的报警方式太局限，一般的燃气报警器功能单一，稳定性差，有时不能及时报警并且时有故障。而大型的监控系统价格昂贵，人人都买得起不现实且需要专业人员管理，不适合全面普及和居家使用。因此要研制出智能化高，探知可燃性气体的泄漏方位，定点方向，及时快速抢救中毒人员的气体报警系统来适应经济的高速发展已十分必要。
随着计算机的普及和信息技术的快速发展，人们的生活水平全面提高，已经不满足传统的居住环境，对房屋及住宅小区提出了更高的要求。随着高新技术和智能化被引入家庭，并迅速在世界各地都得到快速发展与很高的使用率。人们对居住环境要求的随着经济水平的提高而日见增高，体现在希望住宅不仅更智能化、科学化而且更安全。
家用燃气报警器是非常重要并且非常实用的燃气安全设备，它是家庭安全使用燃气的最直接也是最后一道防线，燃气报警器通过燃气气体传感器探测周围环境中的可燃气体浓度，然后将探测信号用模拟量转化成数字量传递给单片机控制电路，当燃气浓度超过设定值时，报警装置会自动启动。燃气报警器的探测燃气体的传感器主要是氧化物半导体、催化燃烧型、热线型气体传感器，还有少量其他类型。这些传感器都是通过对周围环境中的燃气的吸附，在传感器表面产生化学反映或者电化学反应，造成传感器的电物理特性的改变。
通过对现有燃气报警器的研究发现，目前燃气报警器从功能上可分为仅有泄漏报警功能的报警器和可以指示所探测到气体浓度并且具有报警功能的检查报警器，从使用场所上可分为民用报警器和商用报警器。民用的通常是独立的在住宅中使用的燃气报警器，功能简单。商用的主要使用在燃气运输、存储场所、使用燃气和可能有燃气泄漏的工厂和公共场所。
随着通信技术的高速发展，报警系统也从原来的单一化、局限化向全面化、智能化、时效化发展。原始的报警系统最大的缺点就是如果附近无人，就不易发现，从而造成隐患。针对这个缺点，我设计了GSM短信模块的燃气报警器系统，此系统可解决这个重大隐患，让燃气报警更及时。它不仅能够通过显示电路显示、蜂鸣报警器发出声响，而且能够借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以收发短信、借助短信实现远程小批量传输、语音通话、数传模式实现无线实时数据通信的方式把报警信号反应到你的手机上。从而更有效的去防止燃气泄漏。
目前燃气检测器系统的国内外的发展水平具有一定的差距，市面上较大比例的高性能产品的核心研发技术掌握在欧美国家的一些企业手中，由于国内要进口这种燃气检测器系统的产品需要较高的成本，所以售价较高，而国内为了赶超这些高性能产品的研发技术，较多企业投入了大量的人力物力开发燃气检测器系统的高端性能。随着中国在世界加工制造业领域地位的不断提高，国内外技术交流的频繁开展，在传感器制造方面的条件正在成熟，加上政府对安全立法的重视和人们对安全的重视，对气体传感器需求的持续增长，甲烷传感器的市场正在不断成熟，相信在几年内我国会出现自己知识产权的甲烷传感器产品。
第二章 燃气报警器系统的总体设计
经过了上文对燃气检测器系统的发展背景以及发展现状等资料的介绍并确立了本课题的设计指标，本部分将开始对整体系统的实现方案进行设计，从而为接下来的单片机主控电路以及各个模块子电路的设计做基础。燃气报警器装置能够检测坏境周围燃气浓度，并且可以通过蜂鸣报警器报警，显示电路也可以显示出浓度值及通过短信提示发送到用户手机上。仪器基本组成部分包括：单片机控制电路、燃气浓度检测、报警信号生成电路。下面对图中各个模块在本燃气检测器系统中的主要功能作介绍：液晶屏显示电路用于实现对空气中燃气浓度值的高清显示，让用户得到最直接的反馈，对目前燃气浓度状况一目了然；燃气气体检测电路用于实现检测周围环境的燃气浓度的功能，将检测到的浓度值转换为模拟电压信号输出，随后通过模数转换器芯片将模拟量转换成数字信号，接着送入单片机中进行处理和使用；单片机对生成的数字信号进行处理，当燃气浓度超标时，将启动报警电路系统。报警电路采用有源蜂鸣器及其驱动电路，实现当燃气浓度超标时进行报警，报警阀值可以通过按键模块进行设置；GSM无线通信电路用于实现数据无线发送的功能，当燃气浓度超标时将燃气浓度值送入用户手机
目 录
第一章 绪论 1
第二章 燃气报警器系统的总体设计 3
第三章 燃气报警器系统模块硬件电路设计 4
3.1有害气体传感电路设计 4
3.2红绿灯指示电路设计 6
3.3蜂鸣报警模块电路设计 7
3.4GPRS模块电路设计 8
3.5显示电路设计 10
第四章 燃气报警器系统的模块软件设计 12
4.1有害气体传感模块软件设计 13
4.2红绿灯指示模块软件设计 15
4.3蜂鸣报警模块软件设计 16
4.4GPRS模块软件设计 17
4.5显示模块软件设计 19
第五章 燃气报警软硬件调试 21
第六章 总结 22
附录 25
参考文献 26
参考文献
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