程控一氧化碳报警器的设计

0　引言

随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行,煤气或天燃气已成为多数家庭的燃料,每年,因煤气泄露造成的煤气中毒事故中,因使用热水器不当或产品本身的质量问题,造成的一氧化碳中毒事故,全国均有不少事例.更有甚者,因室内煤气浓度过高,引起煤气爆炸的事故也不少见.所以怎样防止煤气中毒与爆炸已成为人们的迫切需要.为此我们开发研制了程控一氧化碳报警器.

1　系统控制要求

1)系统要求设置正常工作状态,除正常工作状态外,电磁阀要求处于关闭状态,以切断煤气通道,防止煤气外泄.

2)在非正常工作状态下,当室内一氧化碳的浓度达到100ppm时系统应启动音乐报警,若2min报警无效,系统应启动排风扇进行通风排气.

3)系统进入正常工作状态后,先启动排风扇进行通风,然后启动电磁阀供给煤气.

4)系统进入正常工作状态,自45min后,每隔10min音乐响起一次,用来提醒用户在工作完毕后,停止供气.

5)在正常工作状态下,当系统检测到一氧化碳的浓度达到300ppm时,应关闭电磁阀,切断煤气通道以防止意外事故的发生.

2　系统的组成与各模块的功能

1)系统的组成.整个报警器由三个部分组成:浓度检测及显示模块、主控模块和报警及事故处理模块.系统的组成框图如图1所示.

2)系统各模块功能的说明

(1)气体浓度检测模块

系统采用三点单独检测的方法,可用来巡回检测三个不同的房间;也可用来巡回检测同一个房间的不同方位.检测器件选用高温一氧化碳气体传感器(GS-A1),该传感器对一氧化碳具有很高的灵敏度,稳定性和抗湿性良好,加活性碳罩后,可防止乙醇等有机气体的干扰.检测结果经高精度运放器OP07放大后,送入ADC0809模/数转换芯片进行模—数转换,单个传感器检测电路图如图2.

(2)模/数转换模块

模数转换电路由ADC0809芯片组成,三路检测结果从IN0、IN1、IN2输入,转换顺序由ADDA、ADDB、ADDC控制,转换结果送单片机P0口供单片机进行数据处理.

(3)显示电路

由P0口输入的数据,在单片机内部进行标度变换后,从单片机的串行口输出进行显示.系统的工作状态和气体浓度,采用LED数码管显示,每30秒刷新一次.为了不再扩展I/O口,系统采用串行口的移位功能扩展为4位静态显示电路.第一位为系统工作状态显示,后三位为一氧化碳气体浓度显示.当第一位为“0”时,表示系统工作在三点巡回检测同一个房间状态;为“8”时表示系统工作在三点巡回检测同一个房间正常工作状态;为“1”、“2”、“3”时表示系统工作在单独检测状态,此时后三位显示的数据分别为第1号、第2号、第3号传感器所检测到的一氧化碳气体浓度.浓度显示单位为5ppm.74LS164为串行输入,并行输出寄存器,当P2.0=1且AT89C51的TXD端有输出时,74LS164接收串行数据,更新显示;当P2.0=0时,显示的内容不变.