一种基于单片机的多气体检测系统

1.一种基于单片机的多气体检测系统，其特征在于，包括气体传感器阵列模块、A/D转换器、单片机、LED显示模块和报警模块，所述气体传感器阵列模块通过A/D转换器连接到单片机的输入端，所述单片机的输出端分别连接到所述LED显示摸块和报警模块的输入端；所述所述气体传感器阵列模块将采集的气体信息转换成电信号，所述电信号通过A/D转换器转换为数字信号，单片机对数字信号进行数据采集处理，处理后得到的数据信息通过LED显示模块和报警模块显示。

一种基于单片机的多气体检测系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种单片机技术，尤其涉及一种基于单片机的多气体检测系统。\n背景技术\n[0002] 气体传感器是一种能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电气信号的装置。\n根据这些电气信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警。因此由气体传感器与模式识别系统构成的智能化气味识别仪器有着广泛的应用领域，如食品工业、化学工业、环境监测、医学诊断、安全检查等，越来越受到广泛关注。\n[0003] 传统的气体检测大多采用单气体检测方式，即每测量一种气体需要一种测量仪表。用一种仪器能够进行多种气体的检测和识别是气体检测仪的发展趋势。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型要解决的上述技术问题提供了一种基于单片机的多气体检测系统，包括气体传感器阵列模块、A/D转换器、单片机、LED显示模块和报警模块，所述气体传感器阵列模块通过A/D转换器连接到单片机的输入端，所述单片机的输出端分别连接到所述LED显示模块和报警模块的输入端；所述所述气体传感器阵列模块将采集的气体信息转换成电信号，所述电信号通过A/D转换器转换为数字信号，单片机对数字信号进行数据采集处理，处理后得到的数据信息通过LED显示模块和报警模块显示。\n[0005] 本实用新型的有益效果：本系统采用酒精传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器等多种气体传感器组成传感器阵列，通过传感器阵列能把气体中的特定成分检测出来，并将其转化为电信号，然后采用ADC0809将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，运用AT89C51进行数据处理和计算，并通过LED显示气体种类和浓度信息，这样就实现了对多种气体的定性识别和检测。\n附图说明\n[0006] 图1为系统结构示意图；\n[0007] 图2为ADC0809与89C51的连线线路；\n具体实施方式\n[0008] 下面结合附图对实用新型的技术方案实现方法进行说明：图1中，一种基于单片机的多气体检测系统，由数据采集、数据转换、数据处理、结果显示和报警等部分组成，涉及的芯片有AD0809模数转换芯片、AT89C51单片机、SUN7474频率发生器以及一些气体传感器、驱动电路、复位电路和LED显示模块。所述气体传感器阵列模块通过A/D转换器连接到单片机的输入端，所述单片机的输出端分别连接到所述LED显示模块和报警模块的输入端；所述所述气体传感器阵列模块将采集的气体信息转换成电信号，所述电信号通过A/D转换器转换为数字信号，单片机对数字信号进行数据采集处理，处理后得到的数据信息通过LED显示模块和报警模块显示。\n[0009] 气体传感器阵列是电子嗅觉系统的关键组成单元，相当于初级嗅觉神经元，由具有广谱响应特性、交叉灵敏度较大、对不同气味/气体有不同灵敏度的气敏元件组成。\n[0010] 气体传感器是组成气体传感器阵列的核心器件。气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来，并将其转化为电信号的器件。通常，气体传感器阵列可以采用数个单独的气体传感器组合而成，并采用集成工艺制作，体积小，功耗低，便于信号的集中采集与处理。\n单个气体传感器与传敏阵列在特性上有质的区别，单个气体传感器对气味/气体的响应可用强度来表示，而气敏传感器阵列除了各个传感器的响应外，在全部传感器组成的多维空间中形成响应模式，在环境条件一定的情况下，阵列上的响应模式与其激励是一一对应的，而这正是该系统能对多种气味和气体进行辨识的关键所在。\n[0011] 本系统要求实现对酒精、甲烷、一氧化碳气体的定性和定量分析，首先最重要的工作是选择合适的传感器，通过对性能、可实现性、价格等的对比，针对酒精气体，选择的是MQ-303A酒精传感器，针对甲烷气体，采用的是MQ-4半导体气体传感器，针对一氧化碳气体，选择的是V-40一氧化碳传感器，由这三种传感器组成传感器阵列。\n[0012] 该系统通过气体传感器阵列采集气体信息，并将采集到的信息转化为电信号，然后送到ADC0809进行模数转换。\n[0013] 由气体传感器阵列输出的微弱电信号，经各自信号放大电路对信号进行预处理，使其转换为O～5V范围内变化的直流信号，送到A/D转换电路变换为数字信号，对其进行数据采集处理。\n[0014] 图2中，为ADC0809与单片机89C51连线线路图，为了方便与89C51单片机的连接，本系统选用ADC0809芯片对采集到的气体信息进行模数转换。其分辨率为8位，不必进行零点和满度调整，且具有高阻抗斩波稳定比较器，8个通道的多路开关可直接存取8个单端模拟信号中的一个。利用单片机写启动A/D转换器，转换结束后再由ADC0809向89C51发出中断请求信号，CPU响应中断请求。通过对译码器的读操作，读取转换结果并送到被测量的相应存储区。再重新选择被测量，并再次启动A/D转换后中断返回。