基于GSM的燃气报警器设计

基于GSM的燃气报警器设计

摘要：本文介绍了利用单片机STC89C52、SIM300模块、GPRS模块和74HC164模块设计了一款报警器，实现了燃气泄漏的报警问题。该报警器可以通过检测燃气浓度作为报警判断，当燃气泄漏达到某个特定的值时,开始报警并发送短信到特定的号码。研究结果表明，该报警器在燃气泄漏时能够正常且有效地运行，来达到预期设计的目标。

关键字：燃气报警器；74HC164模块；GPRS模块；LED显示模块。

1.绪论 2

第二章燃气报警器系统的总体设计 4

第三章燃气报警器系统模块硬件电路设计 5

3.1 有害气体传感器电路设计 5

3.2 红绿灯指示电路设计 7

3.3 蜂鸣报警模块电路设计 8

3.4 GPRS模块电路设计 10

3.5 LED显示电路设计 11

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 12

4.2 红绿灯指示模块软件设计 13

4.3 蜂鸣报警模块软件设计 15

4.4 GPRS模块软件设计 18

4.5 LED显示模块软件设计 20

第五章燃气报警器系统软硬件调试 22

第六章总结 24

附录 25

参考文献 26

1.绪论

大概在上个世纪的九十年代，我国与燃气相关的行业开始慢慢发展起来了，那么在我国配送的主要包括了人工燃气、煤气、沼气、液化石油气和天然气五种燃气。接下来将介绍这五种燃气的优缺点。

人工燃气污染少，能长期发展，较环保，还可以根据制气原料和加工方式的不同来生产多种类型的人工燃气。所以人工燃气是以液体（如重油、煤、轻油等）和固体的形式为原料转化制得，还符合现在的国家标准《人工煤气》GB/T13612质量要求的可燃气体。

人工煤气的供应量由于污染较大、成本有点高、毒性也较强等缺点开始缓慢减少，不在快速增长。农村慢慢的开始家家户户用人工煤气，而在城市则用的比较少。

液化石油气的价格在相同热值下和汽油、柴油、人工煤气相比，液化石油气便宜了30%到50%，具有明显的经济性，污染程度与上一种相比好一些。我们都知道液化石油气每年价格都在上涨，这样的结果就是供应量比较稳定。因为国家开始日益重视对环境的保护与治理，所以市场对清洁能源的需求一直在增长，清洁、高效又便宜的能源天然气会获得快速发展是必然的趋势。

沼气是各种有机物质如纤维素、蛋白质、淀粉和脂肪等，在真空条件下发酵和在微生物的作用下能产生的可燃气体。它能够利用的原料有杂草、粪便、垃圾和落叶等有机物质，也可利用于农业和林业的废弃物，像树枝、秸秆、木屑、稻壳等东西，因沼气的原材料可以变废为宝，所以属于可再生资源。沼气中甲烷(CH4)的含量约为60%，二氧化碳(CO2)约为35%，还含有少量的氢(H)和一氧化碳(CO)等气体。沼气的低热值约为21MJ/m。沼气是经济环保，污染少，成本较低的燃气。

随着国家越来越富强，科技越来越发达，此时工业方面和家庭方面对燃气的依赖程度也越来越深，同时它也带来了各种各样的安全隐患问题。燃气中包含甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）等有害气体。

现在我们来了解了解燃气中包含的有害气体的危害。甲烷(CH4)对人的身体没有伤害，却有窒息的作用。当甲烷(CH4)在空气中的浓度达到10%时，可以让人窒息而亡，且在含量达到5%到15%的时候，遇着火源发生爆炸。而一氧化碳(CO)是一种具有微臭且看不见的气体，是燃气不能够完全燃烧时的产物。

那空气中一氧化碳(CO)浓度不能大于0.0024%，是为什么呢？因为它对人体的伤害极大，可以与人体内的血红蛋白相结合，而且一氧化碳(CO)的结合力还大于氧(O2)的结合力，造成人体组织缺氧，从而使人窒息，严重时还会引起人的内脏出血、水肿甚至坏死的现象。由一氧化碳(CO)的特性所致，让人难以觉察到它的存在,由此被人们称为“沉默杀手”。

那又为什么知道了自己中毒了也不行呢？因为当中毒后出现恶心、头晕的症状时，便知道自己一氧化碳(CO)中毒了，但在这个时候基本上已经丧失了控制自己的行动能力，也没有打开窗户通风或呼救的行动能力。此时若没有被人发现，发生死亡事故的可能性会很大。

由上可知，燃气是易燃易爆的气体，而且一旦发生泄漏，如果不能及时发现并处理，当燃气在空气中的浓度达到2%甚至是10%时，遇到明火或火花就容易发生火灾，造成人身安全和财产的安全隐患问题。在日常生活和石油、煤炭、化工生产过程中,当在空气中泄漏的可燃性气体浓度达到我们自己设定的特殊值时,可能随时会发生爆炸、火灾等危险伤亡事故,使在家的人们、工作人员和设备的安全得不到保证。因此,在日常生活和生产过程中，监测空气中的可燃性气体浓度成为是否能够安全生产的关键条件。达不到这个要求，人们可能就会生活在恐慌之中，不敢出门，也不敢进门，怎么做都不对。

为了保障人身、财产和设备安全等目的，人们将致力于研究如何有效控制或者提前预知燃气泄漏的问题，从而避开危险。基于这个原因各种报警器开始出现在需求市场上。只是此时的报警器还不够完美，比较死板，仍需改进。根据我国社会的高速发展，研制出智能化高，可探知燃气泄漏的方位，还可以发送短信并能及时报警是非常有必要的。那么，实现燃气泄漏的自动监控、报警与处理便成为物联网时代的重要目标。

其中燃气报警器的安装位置在燃气安全防范工程中具有比较重要的意义。如果没有选好安装位置会直接影响燃气报警器的报警效果，那应当怎么选择呢：1.应当避免炉具附近易被油烟、蒸汽等污染的地方或高温环境，如炉具的正上方。2.应当避免有滴水或水雾的地方。3.应当避免通道等风流速快的地方。4.应当避免被其它物体遮挡的地方，如橱柜内。

基于GSM的燃气报警器完全符合以上要求。它通过检测泄露的燃气浓度作为是否报警的判断依据，当有害气体转感器检测到燃气泄漏时,特别是在无人看守的泄漏地方发生突发性的燃气泄漏事件时,红绿灯由绿灯变红灯,之后,在LED上可以明确显示出发生燃气泄漏的地址,同时蜂鸣报警开始报警,以及将燃气泄漏的邮政编码通过GPRS发送短信的方式来告知相关负责人,做到及时地将短信发送出去。

基于GSM的燃气报警器在生活应用方面上,能提醒人们采取安全措施防止燃气泄漏,保护自身和家人的安全,也能保护自家财产安全，减少人力物力的不必要的损失;在市场应用方面上,它可以防止发生爆炸、火灾、中毒事故的发生，从而保障安全生产,可用在化工厂，石油，燃气站，钢铁厂等有燃气泄漏的地方,以便对发生泄漏的地点做出快速的反应。

因为是使用无线的方式进行信号的传输,所以不受各种不利地形的困扰,只需要改变无线发射频率和接受频率,就可以随意地控制距离的远近，就特别地方便了。基于GSM的燃气报警器适用的地方有很多，如公共小区、井下、工厂、酒店等任何可以发生可燃性气体泄漏的场所。

参考文献

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