一种基于51单片机控制的地下车库co有毒气体监测报警装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子设备领域，尤其涉及一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的发展，汽车已进入寻常百姓家庭，许多商务楼盘和新型住宅小区地下车库已经成为房地产建设项目的必须配套设施。按照相关规定地下车库都应配置送风、排风系统，以送入新鲜空气排出地下车库污染的空气，但在一些建设时间较早的小区，地下车库根本没有排风设备，而在一些新建小区地下停车库虽然有排风系统，一般也存在开启排风系统量不足或是无人开启根本不排风问题。它导致的直接后果是，汽车进出车库排放的尾气不易排出，在地下停车库内大量聚集有毒有害气体，车库内弥漫着呛鼻的气味，令人无法忍受，这一现象严重恶化了车库内的空气重量，小车司机及随行人员成为最直接的受害者。
[0003]CO是汽车尾气的主要部分，CO在大气中的存留时间很长，一般可存留2?3年。因此，这是一种数量大、积累性强的大气污染物。CO随空气进入人体后，经肺泡进入血液循环，能与血液中红细胞里的血红蛋白、血液外的肌红蛋白和含二价铁的细胞呼吸酶等形成可逆性组合。高浓度CO可引起急性中毒，中毒者出现脉弱，呼吸变慢等反应，最后衰竭而死。慢性CO中毒会出现头痛、头晕、记忆力降低等神经衰弱症状。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，它能解决地下车库中的CO气体浓度超标，且不能很有效的被排放的问题。
[0005]实用新型的目的是这样实现的:
[0006]—种基于51单片机控制的地下车库⑶有毒气体监测报警装置，它包括控制芯片，与控制芯片输出口连接的显示系统、制动系统以及报警模块，与控制芯片的输入口连接的无线通信接收模块以及与无线通信接收模块连接的无线通信发射模块，无线通信发射模块与一氧化碳传感器模块连接;无线通信接收模块为无线ZigBee接收模块，无线通信发射模块为无线ZigBee发射模块，其中制动系统包括至少I个抽风机。
[0007]所述控制芯片为单片机系统或嵌入式系统或DSP系统。
[0008]所述单片机的型号为CC2530。
[0009]所述一氧化碳传感器模块包括型号为MQ-7的气敏元件。
[0010]所述一氧化碳传感器模块通过放大电路模块与无线通信发射模块连接，放大电路模块包括仪表放大器。
[0011 ]所述报警模块为声光报警模块。
[0012]本实用新型能带来以下技术效果:
[0013]采用上述结构，通过无线通讯技术实现地下车库CO自动检测报警，能够自动对地下车库CO的浓度进行检测并且通过显示屏显示，如过超过系统设定的浓度值时，通过芯片控制抽风扇的开闭；当管理人员不在岗位或是擅离职守时，为了防止CO中毒，可以通过声光报警提醒管理者或是司机行人注意CO浓度，迅速撤离地下车库，维护自身安全。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0015]图1为本实用新型的结构框图；
[0016]图2为本实用新型中控制芯片及其外围电路图；
[0017]图3为本实用新型中一氧化碳传感器模块的电路图；
[0018]图4为本实用新型中制动系统与报警模块的电路图；
[0019]图5为本实用新型中显示系统的电路图；
[0020]图6为本实用新型中抽风机开关电路的电路图；
[0021]图7为本实用新型中放大电路模块的电路图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，它包括控制芯片1，与控制芯片I输出口连接的显示系统2、制动系统3以及报警模块4，与控制芯片I的输入口连接的无线通信接收模块5以及与无线通信接收模块5连接的无线通信发射模块6，无线通信发射模块6与一氧化碳传感器模块7连接;无线通信接收模块5为无线ZigBee接收模块，无线通信发射模块6为无线ZigBee发射模块，其中制动系统3包括至少I个抽风机8。
[0023]所述控制芯片I为单片机系统或嵌入式系统或DSP系统。
[0024]所述单片机的型号为CC2530。
[0025]所述一氧化碳传感器模块7包括型号为MQ-7的气敏元件。
[0026]所述一氧化碳传感器模块7通过放大电路模块与无线通信发射模块6连接，放大电路模块包括仪表放大器。
[0027]所述报警模块4为声光报警模块。
[0028]如图2所示，本电路主要功能是用于读取检测模块的信号，处理检测数据、向执行装置发送控制信号。该电路由单片机AT89C2051、电容Cl、C2、C3，晶振Y2组成。AT89C2051单片机是主控芯片，P3.0至P3.5作为检测模块信号输入端口，P2.0至P2.7端输出控制信号控制执行部分动作响应。
[0029]如图3所示，MQ-7气敏元件由Sn02敏感层、微型AL203陶瓷管、加热器和测量电极组成，采用金属或树脂封装。MQ-7传感器室采用活性炭过滤层可改善传感器的选择性，该传感器是一种半导体气体传感器，采用全微电子工艺制成，其对一氧化碳响应的选择性好，在信号采集的同时自动进行温度补偿，并具有灵敏度高，性能稳定等特点，MQ-7传感器为四端元件，其中2、4引脚为加热器的电源接线端，1、3引脚为传感器输出端，图中所述是传感器的基本测试电路。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)。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，VC和VH可以共用一个电源电路。为更好利用传感器的性能，需要选择恰当的RL值。MQ-7气体传感器工作原理:采用高低温循环检测方式，低温1.5V加热时，检测CO，传感器的电导率随空气中甲烷气体浓度增加而增大，高温(5V加热)清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
[0030]如图4所示，在本电路中，光电隔离器具有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处，使其在强弱电接口，特别是在单片机系统中获得广泛应用，其由GaAs红外二极管与光敏三极管组成，当红外二极管加正向电压导通时，发射红外光，其光谱范围为700至1000mm，光敏三极管接收到该红外光后导通，单片机的P2.0、P2.1 口控制着阀门和抽风扇的开合，当P2.0为高电平时，经反相器7406变为低电平，使发光二极管发光，光敏三极管导通，进而使三极管8050导通继电器触点闭合，使220v驱动电源接通，使得排气扇关闭。同理，P2.1为高电平时，使继电器触点闭合，电源接通，排气扇打开，使地下车库CO浓度降低，图中所示电阻Rl为限流电阻，二极管D的作用是保护晶体管8050.当感应电压与Vcc之和大于三极管反向击穿电压时，三极管易破坏，加入二极管D，继电器线圈产生的感应电流从二极管D流过，可有效保护三极管8050。
[0031]如图5所示，系统显示部分采用LM016L液晶块，其内集成有常用的指令集，并含控制器，可以实现字符闪烁、移动等功能，单片机与LM016L通信可采用并行传输方式，本系统采用8位并行通信。液晶LMO16L的控制线RS、RW、RE连接单片机的P2.2、P2.3、P2.4接口，数据线DO至D7分别连接单片机的Pl.0至Pl.7。
[0032]如图6所示，开关模块主要由继电器驱动器ULN2803和继电器组成。ULN2803是八路NPN达林顿连接晶体管阵，适用于低逻辑点平数字电路和较高的电流、电压要求之间的接口。这里用其驱动5V继电器，ULN2803输出端直接接继电器线圈一端，继电器线圈的另一端接+5V电源，ULN2803的输入端直接和单片机I/O 口相连，单片机输出高电平就驱动继电器动作。
[0033]如图7所示，由于CO传感器的输出信号比较小，需要专门的放大电路对电压信号进行放大，所以本系统信号调理电路采用仪表放大器AD620，其内部结构是由0P-07组成的三运放结构，由于它的外围电路十分简单，由AD620构成的放大器在系统中如图7所示。其基本接法是在I脚与8脚之间外接电阻RG，设计的放大器的增益控制在30至50dB可调。
[0034]采用上述结构，使用时，通过无线通讯技术实现地下车库CO自动检测报警，能够自动对地下车库CO的浓度进行检测并且通过显示屏显示，如过超过系统设定的浓度值时，通过芯片控制抽风扇的开闭；当管理人员不在岗位或是擅离职守时，为了防止CO中毒，可以通过声光报警提醒管理者或是司机行人注意CO浓度，迅速撤离地下车库，维护自身安全。
【主权项】
1.一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，其特征在于:它包括控制芯片(I)，与控制芯片(I)输出口连接的显示系统(2)、制动系统(3)以及报警模块(4)，与控制芯片(I)的输入口连接的无线通信接收模块(5)以及与无线通信接收模块(5)连接的无线通信发射模块(6)，无线通信发射模块(6)与一氧化碳传感器模块(7)连接;无线通信接收模块(5)为无线ZigBee接收模块，无线通信发射模块(6)为无线ZigBee发射模块，其中制动系统(3)包括至少I个抽风机(8)。2.根据权利要求1所述的一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，其特征在于:所述控制芯片(I)为单片机系统或嵌入式系统或DSP系统。3.根据权利要求2所述的一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，其特征在于:所述单片机的型号为CC2530。4.根据权利要求1所述的一种基于51单片机控制的地下车库⑶有毒气体监测报警装置，其特征在于:所述一氧化碳传感器模块(7)包括型号为MQ-7的气敏元件。5.根据权利要求4所述的一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，其特征在于:所述一氧化碳传感器模块(7)通过放大电路模块与无线通信发射模块(6)连接，放大电路模块包括仪表放大器。6.根据权利要求1所述的一种基于51单片机控制的地下车库⑶有毒气体监测报警装置，其特征在于:所述报警模块(4)为声光报警模块。
【专利摘要】一种基于51单片机控制的地下车库CO有毒气体监测报警装置，它包括控制芯片，与控制芯片输出口连接的显示系统、制动系统以及报警模块，与控制芯片的输入口连接的无线通信接收模块以及与无线通信接收模块连接的无线通信发射模块，无线通信发射模块与一氧化碳传感器模块连接；无线通信接收模块为无线ZigBee接收模块，无线通信发射模块为无线ZigBee发射模块，其中制动系统包括至少1个抽风机。本实用新型能解决地下车库中的CO气体浓度超标，且不能很有效的被排放的问题。
【IPC分类】G08B21/14
【公开号】CN205354290
【申请号】CN201620017834
【发明人】陈成, 吉培荣, 谭嫔, 曾怡
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月8日