一种室内有害气体检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种室内有害气体检测系统，采用一氧化碳传感器MQ-7作为气体检测模块输出模拟信号，通过单片机(STC12C5A60S2)作为主控制器实现信号采集、数字滤波处理以及测量结果的显示、报警控制，并使用单片机内部的ADC作为模数转换器使测量信号数字化利于后续处理，同时使用LED数码管与报警器对测量结果进行直观分析。本发明的检测系统能够及时测试到一氧化碳的浓度超过正常状态，并报警，具有灵敏度高、稳定性高、电路结构简单的优点。
【专利说明】一种室内有害气体检测系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一氧化碳，具体是涉及一氧化碳的检测。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的发展与生活水平的提高，室内空气中各种有害气体的种类和数量在急剧增加，液化气、煤气、装饰材料、涂料、电器、人为活动等是室内空气污染的主要来源，严重威胁人类的健康，因此设计出快速准确的有害气体检测系统是非常有必要的。目前，有关气体检测系统的研究愈来愈受到国内外学者的关注，提出了各种有害气体的检测方法，其中比较广泛的是利用气敏传感阵列来进行气体检测的方法。但相关有害气体检测的灵敏度与检测系统的稳定、可靠性仍有待提高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对比较危险的室内空气污染源一氧化碳(CO)，提供一种基于单片机与气敏传感器的检测系统。
[0004]实现本发明目的的技术方案如下:一种室内有害气体检测系统，其硬件部分包含:
Cl)单片机最小系统电路:采用单片机STC12C5A60S2控制整个测量系统的运行，包括信号采集、信号处理、控制输出；单片机最小系统图，主要包括单片机芯片、供电部分、晶振电路、复位电路，所有的I/0(P0，P1，P2，P3) 口可以作为控制线、数据线、地址线对这个最小系统进行外扩；
(2)传感器电路:选用MQ-7—氧化碳(CO)气体传感器，该传感器需要施加2个电压:加热器电压(VH)和测试电压(VC);其中VH用于为传感器提供特定的工作温度，VC则是用于测定与传感器串联的负载电阻(RL)上的电压(VRL) ;VC需用直流电源；RL=500Q。；
(3)信号调理电路:信号调理电路运用放大器AD0P7AH设计出信号比较器，通过可调电位器R4来调节该放大器正向的输入电压(Vj)，C6为输出滤波电容。
[0005](4)按键电路:按键电路主要由弹跳开关与上拉电阻组成，当没按下开关时，Pl_4、P1_5、P1_7都处于高电平状态，当按下按键再弹起来时就会产生一个负脉冲信号，单片机就是通过读不同的负脉冲信号来识别哪个按键按下；
(5)蜂鸣器电路:蜂鸣器通过一个PNP三极管来控制，由单片机P3_7口控制三极管的基极，保证了只有在单片机输出低电平时，蜂鸣器才会导通发出声音；
(6)LED数码管电路:LED为共阳极，低电平点亮对应的数码管，通过Pl口来控制阳极，P2 口来控制阴极；通过动态显示方式来点亮所有的数码管。
[0006]本发明的室内有害气体检测系统米用一氧化碳传感器MQ-7作为气体检测模块输出模拟信号，通过单片机(STC12C5A60S2)作为主控制器实现信号采集、数字滤波处理以及测量结果的显示、报警控制，并使用单片机内部的ADC作为模数转换器使测量信号数字化利于后续处理，这样省略了单独的ADC模块，使得整个电路简单稳定，本发明的检测系统能够及时测试到一氧化碳的浓度超过正常状态，并报警，具有灵敏度高、稳定性高、电路结构简单的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是单片机最小系统图；
图2是传感器基本测试回路图；
图3是传感器外接电路图；
图4是信号调理电路图；
图5是按键电路图；
图6是蜂鸣器电路图；
图7是LED数码管电路图。
【具体实施方式】实施例
[0008]一种室内有害气体检测系统，其硬件部分包含:
(I)单片机最小系统电路:单片机控制整个测量系统的运行，包括信号采集、信号处理、控制输出；如图1所示单片机最小系统图，主要包括单片机芯片、供电部分、晶振电路、复位电路，所有的I/0(P0，P1，P2，P3) 口可以作为控制线、数据线、地址线对这个最小系统进行外扩。
[0009](2)传感器电路:选用是MQ-7 —氧化碳(CO)气体传感器，图2为此传感器的基本测试回路图，图3为传感器外接电路图。该传感器需要施加2个电压:加热器电压(Vh)和测试电压(V。)。其中￥11用于为传感器提供特定的工作温度，V。则是用于测定与传感器串联的负载电阻(?)上的电压(V1J。这种传感器具有轻微的极性，Vc需用直流电源。在满足传感器电性能要求的前提下，^和Vh可以共用同一个电源电路。为更好利用传感器的性能，需要选择恰当的Rl值，取1=500 Ω。
(3)信号调理电路:信号调理主要是对MQ-7传感器输出的信号进行调理，使其适合ADC输入量程范围(TVCC，其中VCC为ADC模拟参考电压，也是单片机的实际工作电压。运用放大器AD0P7AH设计出信号比较器，如图4所示，通过可调电位器R4来调节该放大器正向的输入电压(Vj)，C6为输出滤波电容，图中V_IN为传感器输入信号，则输出信号V_0UT=Vj- V_IN。
[0010](4)按键电路:如图5所示，按键电路主要由弹跳开关与上拉电阻组成，当没按下开关时，Pl_4、Pl_5、Pl_7都处于高电平状态，当按下按键再弹起来时就会产生一个负脉冲信号，单片机就是通过读不同的负脉冲信号来识别哪个按键按下。
[0011](5)蜂鸣器电路:如图6所不,蜂鸣器输入低电压时发出警报声,通过一个PNP三极管来控制。由单片机P3_7 口控制三极管的基极，保证了只有在单片机输出低电平时，蜂鸣器才会导通发出声音。
[0012](6) LED数码管电路:如图7所示，LED为共阳极，低电平点亮对应的数码管，通过Pl 口来控制阳极，P2 口来控制阴极。本系统通过动态显示方式来点亮所有的数码管。
【权利要求】
1.一种室内有害气体检测系统，其特征是它的硬件部分包含: (1)单片机最小系统电路:采用单片机STC12C5A60S2控制整个测量系统的运行，包括信号采集、信号处理、控制输出；单片机最小系统图，主要包括单片机芯片、供电部分、晶振电路、复位电路，所有的I/0(P0，P1，P2，P3) 口可以作为控制线、数据线、地址线对这个最小系统进行外扩； (2)传感器电路:选用MQ-7—氧化碳(CO)气体传感器，该传感器需要施加2个电压:加热器电压(VH)和测试电压(VC);其中VH用于为传感器提供特定的工作温度，VC则是用于测定与传感器串联的负载电阻(RL)上的电压(VRL) ;VC需用直流电源；RL=500Q ； (3)信号调理电路:信号调理电路运用放大器AD0P7AH设计出信号比较器，通过可调电位器R4来调节该放大器正向的输入电压(Vj)，C6为输出滤波电容； (4)按键电路:按键电路主要由弹跳开关与上拉电阻组成，当没按下开关时，Pl_4、P1_5、P1_7都处于高电平状态，当按下按键再弹起来时就会产生一个负脉冲信号，单片机就是通过读不同的负脉冲信号来识别哪个按键按下； (5)蜂鸣器电路:蜂鸣器通过一个PNP三极管来控制，由单片机P3_7口控制三极管的基极，保证了只有在单片机输出低电平时，蜂鸣器才会导通发出声音； (6)LED数码管电路:LED为共阳极，低电平点亮对应的数码管，通过Pl口来控制阳极，P2 口来控制阴极；通过动态显示方式来点亮所有的数码管。
【文档编号】G01N33/00GK104020263SQ201410286174
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】李丹 申请人:李丹