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1、 编编号毕业设计计（论文文）题目基于于单片机机的环境境安全 检测系统统的设计计 二级学院院 电电子信息息与自动动化 专 业业 自动化化 班 级 自动动化一班班 学生姓姓名 付小小敏 学号号 100807701001077 指导教教师 郭 燕 评阅教教师 时 间间目 录摘要Absttracct1 绪绪论11.1 本课题题要实现现的目标标及研究究的主要要内容111.1.1 研研究的目目标11.1.2 研研究的主主要内容容及简要要分析112系统总总体设计计22.1系系统设计计原则222.2 系统总总方案的的选定22.2.1 主主控制器器方案的的选型22.3 系统组组成框图图93 系统统的工作作原理1
2、113.1 传感器器的基本本特性113.1.1 传感感器的静静态特性性113.1.2 传传感器的的动态特特性113.2 温度传传感器113.3 湿度传传感器153.3.1 特点153.3.2湿度度的计算算方法1163.4 气体体传感器器MQ-21883.4.1特点点183.4.2结构构、外形形183.5气气体传感感器MQQ-51193.6 单片机机AT889S5522113.7 ADD转换器器TLCC254432444 系统统的硬件件设计和和连接2274.1温温度检测测电路设设计274.2 湿度检检测电路路设计274.3116022液晶与与单片机机的连接接284.4 声光报报警电路路设计294
3、.5 时钟电电路294.6复复位模块块314.7 烟雾、可可燃气体体、有毒毒气体检检测电路路设计325 系统软软件设计计与调试试335.1系系统软件件总体设设计335.2 软件设设计流程程图335.3 系统硬硬件调试试365.3.1硬件件静态的的调试3365.3.2联机机仿真调调试3666 总总结与展展望388致 谢339参考文献献40附录1 环境境安全检检测系统统原理总总图42附录2 环境境安全检检测系统统设计源源程序443摘要环境安全全检测系系统是对对环境中中的温度度、湿度度、烟雾雾、可燃燃气体和和有毒气气体进行行检测的的装置，该该系统能能显示当当前环境境中的温温度和湿湿度值，并并当环境境
4、中的温温度超过过设定限限值和环环境中有有烟雾、有有毒气体体或可燃燃气体出出现时，系系统将进进行声光光报警。本本系统能能使人们们及时的的得知环环境中情情况，并并判断出出环境中中有对人人们的人人身财产产造成威威胁的因因素，提提早做出出预防。本文首先先介绍了了环境安安全检测测系统要要实现的的目标及及研究的的主要内内容，分分析系统统的总体体方案和和系统框框图，对对系统所所需的主主要器件件和传感感器做了了具体详详细的阐阐述，接接着介绍绍了各个个模块硬硬件电路路的设计计，最后后介绍了了系统的的软件设设计和调调试。本文从环环境安全全检测系系统功能能要求出出发，采采用模块块化设计计方法，通通过模块块方案的的论
5、证，使使系统的的设计更更加合理理。本设设计以单单片机（AAT899S522）为核核心，配配合温度度传感器器（DSS18BB20）、湿湿度传感感器(HHS11101)和两个个气体传传感器（MMQ-22和MQQ-5），以以及相关关的外围围电路组组成的检检测系统统，可以以接收所所测环境境的温度度、湿度度、烟雾雾、可燃燃气体和和有毒气气体信号号，检测测人员可可以通过过液晶显显示的数数据，实实时监控控环境的的温度和和湿度情情况。所所有的测测量操作作都可以以通过主主机控制制软件来来实现，温温度传感感器得到到的测量量信号，直直接送到到单片机机进行数数据处理理，经软软件分析析处理后后送显示示装置。而湿度传感器
6、要置于555振荡电路中，将电容值的变化转为与之成反比的电压频率信号，才可直接被计算机所采集。两个气体传感器得到的测量信号要经过AD转换器TLC2543后才能送到单片机进行数据处理。整个检测系统是在程序控制下工作的，本系统在KEIL公司研发的keil Vision4下用C语言编写了所有的程序。在本文最最后，对对本次设设计做了了总结，提出了本次设计的一些不足，并给出了一些改进措施。关键词：环境安安全；单单片机；温度传传感器；湿度传传感器；气体传传感器AbsttracctEnviironnmenntall saafetty ddeteectiion sysstemm iss thhe ddeviic
7、ess whhichh caan ddeteect in theeenvviroonmeent ofttempperaaturre,hhumiiditty,ssmokke, flaammaablee gaas aand toxxicggas, thhe ssysttem cann diispllaythhecuurreenteenviironnmennt oof tthettempperaaturre aand hummidiity valluess, aand wheenthheennvirronmmentttemmperratuure excceedds tthessetllimiitsa
8、and smooke,toxxic gassesoorcoombuustiiblee gaas aare disscovvereed iin tthe envviroonmeent, thhe ssysttem willl bbe ssounnd aand ligght alaarm. Thhisssysttem cann maake peooplee knnow timmelyysittuattionn off thhe eenviironnmenntannd ddeteermiineffacttorss inn thheennvirronmmenttal thaat ccanpposee
9、a thrreatt toopeoopleespperssonaal aand prooperrtyaand to preevennt eearlly.Thiss paaperr fiirstt inntrooducces thee ennvirronmmenttal saffetyy deetecctioon ssysttem to achhievve tthe objjecttivees aand thee maain conntennt oof tthe exaaminnatiion, annalyysiss thhe ssysttem of thee ovveraall proogra
10、am aand sysstemm bllockk diiagrram, ellaboorattes thee syysteem rrequuireemennts forr thhe mmajoor ddeviicess annd ssenssorss sppeciificcallly aand in dettaill, tthenn thhe ddesiign of thee vaarioous moddulees oof hharddwarre ccirccuitt, tthe finnal inttrodduceed tthe sysstemm off sooftwwaree deesig
11、gn aand debbugggingg.Thiss paaperr, ffromm reequiiremmentts oof eenviironnmenntall saafetty ttesttingg syysteem ffuncctioonallityy, aadopptedd appprooachh off moodullar dessignn, ddemoonsttrattionn byy moodulle pproggramm, aand makke tthe dessignn off thhe ssysttem morre rreassonaablee. TThe dessign
12、n off thhe ccoree iss thhe mmicrrocoontrrolller (ATT89SS52) wiith temmperratuure sennsorr (DDS188B200), hummidiity sennsorr (HHS11101), ttwo gass seensoors (MQQ-2 andd MQQ-5) annd rrelaatedd peerippherral cirrcuiits connstiitutted thee deetecctioon ssysttemss. TThatt caan rreceeivee meeasuuredd siig
13、naal oof eenviironnmenntall teempeeratturee, hhumiiditty, smooke, coombuustiiblee gaasess annd ttoxiic ggasees. Insspecctorrs tthrooughh thhe LLCD datta rreall-tiime monnitoorinng ttempperaaturre aand hummidiity of thee ennvirronmmentt. AAll thee meeasuuremmentt opperaatioon aachiieveed bby tthe hos
14、st cconttroll sooftwwaree, tthe meaasurremeent siggnall off thhe ttempperaaturre ssenssor cann diirecctlyy seend to thee miicrooconntroolleer ffor datta pproccesssingg. TThe datta aadoppts anaalyssis andd haandlle bby ssofttwarre, andd thhen sennds to evaacuaatioons dissplaay ddeviice. Buut hhumiidi
15、tty ssenssorss muust be plaacedd inn a 5555 osscilllattor cirrcuiit, traansfformm thhe ccapaacittancce cchanngess innto thee vooltaage-freequeencyy siignaals in ordder to siggnalls ccan be dirrecttly acqquirred by thee miicrooconntroolleer. Twoo gaas ssenssorss meeasuuredd thhe ssignnal thaat mmustt
16、 goo thhrouugh ADD coonveerteer TTLC225433 too seend to thee miicrooconntroolleer ffor datta pproccesssingg. TThe whoole dettecttionn syysteem iis iin pproccesss coontrrol, thhis sysstemm wrrotee alll tthe prooceddurees bby CC laanguuagee unnderr thhe kkeill VVisiion44 whhichh deevellopeed bby KKEIL
17、L coompaany.At ttheeend of thiis aartiiclee, iit mmakees aa suummaary forr thhedeesiggn, proopossed a nnumbber of shoortccomiingssinthhedeesiggnannd ppropposeedsoome impprovvemeentss.Key worrds: Ennvirronmmenttal saffetyy; MMicrrocoontrrolller; Teempeeratturee Seensoor; Hummidiity Sennsorr; GGas Sen
18、nsorrs1绪论环境安全全是关系系到地球球上一切切生物的的生存与与可持续续发展、一一个国家家的稳定定与发展展及世界界和平与与安定的的根本问问题，是是当前环环境科学学与人文文社会科科学研究究的热点点。环境境安全检检测系统统作为现现代重要要的环境境安全设设施，受受到日益益推广与与普及，致致使相关关的生产产厂也如如雨后春春笋般涌涌现，境境外产品品也大量量进入，但但是此类类产品无无法兼容容与互换换，施工工单位如如不能形形成一套套行之有有效的工工法，这这样不仅仅加大工工程投入入，同时时会因为为忽视了了有关要要点使工工程留下下或多或或少的缺缺点、进进而导致致维护工工作量的的增加，甚甚至缩短短了系统统使用
19、寿寿命。因因此对环环境安全全检测系系统的设设计要求求很高。1.1 本课题题要实现现的目标标及研究究的主要要内容1.1.1 研研究的目目标根据课题题要求，本本文研究究的环境境安全检检测系统统主要实实现以下下功能：能够检检测室内内的温湿湿度、烟烟雾浓度度、有毒毒气体、可可燃气体体等参数数，当温温度超过过指标或或者检测测到有有有毒气体体、可燃燃气体和和烟雾时时能够声声光报警警。1.1.2 研研究的主主要内容容及简要要分析本课题研研究的主主要内容容是基于于图1.1的所所示的完完整的系系统主要要模块结结构图，下下面简要要说明各各个模块块的功能能。报警模块数据处理模块数据采集模块块液晶显示模块数据存储模块
20、数据数据图1.11环境安安全检测测系统主主要模块块结构图图数据采集集模块：采集环环境中的的温度、湿湿度、烟烟雾浓度度、有毒毒气体、可可燃气体体等参数数的数据据。数据处理理模块：对采集集到数据据进行分分析处理理，是该该系统的的核心部部分。数据存储储模块：按照规规定的格格式准确确地存储储相应的的数据，需需要达到到相应的的数据安安全的要要求。液晶显示示模块：将采集集来的数数据处理理后按要要求显示示。报警模块块：当采集集来的数数据经处处理和存存储后发发现超出出限定值值时，就就会报警警。2 系系统总体体设计2.1 系统统设计原原则要求单片片机系统统应具有有可靠性性高、操操作维护护方便、性性价比高高等特点
21、点。1、可靠靠性高可靠性性是单片片机系统统应用的的前提，在在系统设设计的每每一个环环节，都都应该将将可靠性性作为首首要的设设计准则则。提高高系统的的可靠性性通常从从以下几几个方面面考虑：使用可可靠性高高的元器器件；设设计电路路板时布布线和接接地要合合理；对对供电电电源采用用抗干扰扰措施；输入输输出通道道抗干扰扰措施；进行软软硬件滤滤波；系系统自诊诊断功能能等。2、 操操作维护护方便在系统的的软硬件件设计时时，应从从操作者者的角度度考虑操操作和维维护方便便，尽量量减少对对操作人人员专用用知识的的要求，以以利于系系统的推推广。因因此在设设计时，要要尽可能能减少人人机交互互接口，多多采用操操作内置置
22、或简化化的方法法。同时时系统应应配有现现场故障障诊断程程序，一一旦发生生故障能能保证有有效地对对故障进进行定位位，以便便进行维维修。2.2 系统总总方案的的选定2.2.1 主主控制器器方案的的选型1、单片片机的选选择单片机是是系统的的控制核核心，所所以单片片机的性性能关系系到整个个系统的的好坏。因因此单片片机的选选择，对对所设计计系统的的实现以以及功能能的扩展展有着很很大的影影响。单单片机种种类很多多，在众众多511系列单单片机中中，较为为常用的的是ATTMELL公司的的AT889C551和AAT899S522单片机机，ATT89CC51片片内4KK，ROOM是FFlassh工艺艺的，使使用专
23、用用的编程程器自己己就可以以随时对对单片机机进行电电擦除和和改写，片片内有1128字字节的RRAM。而而AT889S552含有有在系统统可编程程的Fllashh存储器器，片内内有8KK闪存，RRAM的的容量也也较ATT89CC51大大，为2256字字节。显显然这种种单片机机优点更更多，开开发时间间也大为为缩短。因因此，在在本次设设计中选选用了AATMEEL公司司的ATT89SS52单单片机。2、 温温度传感感器选用用随着温度度传感器器智能化化、集成成化技术术的进步步，数字字式温度度传感器器也得到到了快速速发展，世世界上许许多公司司推出了了新型的的数字温温度传感感器系列列。这些些产品的的出现极极
24、大的丰丰富了设设计工程程师的选选择对象象。在如如此众多多的产品品中选择择出合适适的器件件，应该该把握以以下几点点：外围围电路应应该尽量量简单；测温的的精度、分分辨率要要合适，以以便减少少不必要要的电路路和软件件开发成成本；温温度传感感器采用用的总线线负载能能力如何何，能否否满足多多点测温温的需要要；占用用MCUU的I/O引脚数情情况如何何，因为为MCUU的系统统资源非非常宝贵贵，输入入通道有有限，多多点温度度测量时时，如果果测量的的点数超超过了输输入通道道时，就就要添加加多路复复用器，这这将增加加成本和和开发时时间，应应尽量节节约；与与MCUU的通信信协议应应尽量简简单，温温度测量量的软件件开
25、发难难度、成成本要尽尽量小。目前在数数字温度度传感器器中采用用的串行行总线主主要有PPhillipss公司的的I2C总线线、Mootorrolaa公司的的SPII总线、NNatiionaal SSemiiconnducctorr公司的的Miccrowwireepluus总线线、Daallaas SSemiiconnducctorr 公司司的1-Wirre总线线和Siiemeens公公司的PProffibuus总线线等。常用的数数字温度度传感器器主要有有：（1）AAD74418是是美国模模拟器件件公司（AADI）推推出的单单片温度度测量与与控制用用集成电电其内部部包含有有带隙温温度传感感器和11
26、0位AA/D转转换器。测测温范围围为-555+1125，具有有10位位数字输输出温度度值，分分辨率为为0.225，精度度为22，转换换时间为为1530mms。具具有体积积小、编编程简单单、使用用容易、测测量精度度高，并并且不易易受环境境干扰等等优点。AAD74418可可以级联联至多88片在同同一个II2C总线上上。（2）LLM744是美国国国家半半导体公公司推出出的集成成了带隙隙式温度度传感器器、A/D数转转换器，并并具有 SPII/Miicroowirre 兼兼容总线线接口的的数字温温度传感感器。具具有抗干干扰能力力强、分分辨力高高、线性性度好、成成本低等等优点。在在传感器器通电工工作后自自
27、动按一一定速率率对温度度进行检检测，并并在片内内寄存器器中存储储转换的的温度值值，主机机可以在在任意时时刻读出出传感器器温度值值。LMM74具具有休眠眠模式，在在休眠时时消耗的的电流不不超过110AA,适用用于对功功率消耗耗有严格格限制的的系统。LLM744的模数数转换器器为122位外加加符号位位，因此此在其有有效工作作范围内内可达00.06625的分辨辨率，转转换时间间为4225mss。（3）MMAX665755L/HH是美国国MAXXIM公公司的一一种单总总线式数数字温度度传感器器，具有有较好的的线性、较较低的功功耗，而而且编程程简单，调调试容易易，使用用方便。测测温范围围为-440+12
28、55，其误误差范围围：在225时优于于3在 885时优于于4.5，在1225时优于于5。但是是 MAAX65575LL/H在在其测温温范围内内非线性性误差较较大，因因此，当当它用于于高精度度温度测测量时，必必须对其其进行非非线性补补偿。它它最多允允许在一一根MCCU的II/O总总线上同同时挂接接8个MMAX665755L/HH进行多多点温度度测量。为为了避免免多个传传感器同同时测温温时有重重叠的现现象MAAX65575提提供了“LL”和“HH”两种种型号的的传感器器,它们们的使用用方法相相同,而而且每一一种型号号的传感感器又可可以通过过时间选选择引脚脚。但是是，MAAX65575LL的远距距离
29、传输输特性并并不理想想，传输输范围只只能在55m以内内，超过过此范围围将采集集不到被被测温度度数据，这这也是这这种器件件的一个个弊端。（4）DDS188B200是美国国Dalllass半导体体公司的的新一代代数字式式温度传传感器，它它具有独独特的单单总线接接口方式式，即允允许在一一条信号号线上挂挂接数十十甚至上上百个数数字式传传感器，从从而使测测温装置置与各传传感器的的接口变变得十分分简单，克克服了模模拟式传传感器与与微机接接口时需需要的AA/D转转换器及及其它复复杂外围围电路的的缺点，而而且可以以通过总总线供电电，由它它组成的的温度测测控系统统非常方方便，而而且成本本低、体体积小、可可靠性高
30、高。DSS18BB20的的测温范范围-555+1255，最高高分辨率率可达00.06625，由于于每一个个DS118B220出厂厂时都刻刻有唯一一的一个个序列号号并存入入其ROOM中，因因此CPPU可用用简单的的通信协协议就可可以识别别，从而而节省了了大量的的引线和和逻辑电电路。Dalllas公公司的单单总线技技术具有有较高的的性能价价格比，有有以下特特点：（1）适适用于低低速测控控场合，测测控对象象越多越越显出其其优越性性；（2）性性价比高高，硬件件施工、维维修方便便，抗干干扰性能能好；（3）具具有CRRC校验验功能，可可靠性高高；（4）软软件设计计规范，系系统简明明直观，易易于掌握握。由于
31、DSS18BB20独独特的单单总线接接口方式式在多点点测温时时有明显显的优势势，占MMCU的的I/OO引脚资资源少，MMCU的的通信协协议比较较简单，成成本较低低，传输输距离远远，所以以，选用用DS118B220作为为温度测测量的传传感器。3、湿度度传感器器的选用用近年来，国国内外在在湿度传传感器研研发领域域取得了了较大的的发展。湿湿敏传感感器正从从简单的的湿敏元元件向集集成化、智智能化、多多参数检检测的方方向迅速速发展。选选择集成成湿度传传感器应应考虑以以下几点点：感湿湿性能好好、灵敏敏度高、响响应速度度快、测测量范围围宽，要要有较好好的一致致性、可可重复性性，线性性度要好好、湿滞滞小，较较
32、高的稳稳定性和和可靠性性，有较较强的抗抗污染能能力、使使用寿命命长。目前，国国外生产产集成湿湿度传感感器的主主要厂家家及典型型产品分分别为HHoneeyweell公公司（HHIH-36002、HHIH-36005、HHIH-36110 型型），HHumiirell公司HHS11101、HHM15500、HHM15520、HHF32223、HHTF332233型），SSenssiroon公司司（SHHT111、SHHT155型）。这这些产品品可分成成以下三三种类型型：（1）线线性电压压输出式式集成湿湿度传感感器典型型产品有有HIHH36005/336100、HMM15000/115200。其主主
33、要特点点是采用用恒压供供电，内内置放大大电路，能能输出与与相对湿湿度呈比比例关系系的伏特特级电压压信号，响响应速度度快，重重复性好好，抗污污染能力力强。（2）线线性频率率输出集集成湿度度传感器器典型产产品为HHF32223型型。它采采用模块块式结构构，属于于频率输输出式集集成湿度度传感器器，在555%RRH时的的输出频频率为887500Hz（型型值），当当上对湿湿度从110%变变化到995%时时，输出出频率就就从95560HHz减小小到80030HHz。这这种传感感器具有有线性度度好、抗抗干扰能能力强、便便于配数数字电路路或单片片机、价价格低等等优点。（3）频频率/温温度输出出式集成成湿度传传
34、感器典典型产品品为HTTF32223型型。它除除具有HHF32223的的功能以以外，还还增加了了温度信信号输出出端，利利用负温温度系数数（NTTC）热热敏电阻阻作为温温度传感感器。当当环境温温度变化化时，其其电阻值值也相应应改变并并且从 NTCC 端引引出，配配上二次次仪表即即可测量量出温度度值。常用的集集成湿度度传感器器主要有有：（1）HHIH-36110是美美国Hooneyywelll 公公司生产产的具有有信号处处理功能能的热固固聚酯电电容式相相对湿度度传感器器，线性性放大输输出、工工厂标定定，独特特的多层层结构能能非常好好地抵抗抗环境的的侵蚀，诸诸如湿气气、尘埃埃、油、及及一些化化学品。
35、工工作范围围：温度度-400+885，相相对湿度度 01000%RHH，精度度达到2%RRH，激激光修正正互换性性至5%RH，低低功耗驱驱动电流流设计为为 2000AA，反应应时间为为15ss，稳定定性好、较较低的漂漂移、抗抗化学腐腐蚀性能能强。（2）HHF32223湿湿度传感感器是法法国 HHumiirell公司生生产的专专利的固固态聚合合物结构构相对湿湿度传感感器，具具有线性性的频率率输出，湿湿度测量量范围 1095%RH，精精度55%RHH，湿度度迟11.5%RH，温温度工作作范围-30+800，温温度特性性好，高高可靠性性与长时时间稳定定性，在在长时间间处于饱饱和状态态后快速速脱湿，反
36、反应时间间10ss，对化化学品有有较高的的抵抗性性，浸水水没有影影响。（3）HHS11101湿湿度传感感器是法法国Huumirrel公公司制造造的电容容式相对对湿度传传感器。带带防护棒棒式封装装，5VVDC恒恒压供电电，14VDDC 放放大线性性电压输输出，便便于用户户使用。湿湿度测试试量程为为01100%RH，精精度达3%RRH（110995%RRH 范范围），防防灰尘，可可有效抵抵抗各种种腐蚀性性气体物物质，非非常低的的温度依依赖性，长长期稳定定性好，反反映时间间5s，广广泛应用用于机房房监控，智智能楼宇宇，仓库库监控等等控制场场合，价价格实惠惠，是一一款性价价比极高高的湿度度传感器器。电
37、容式温温度传感感器HSS11001，采采用创新新技术、稳稳定性好好、精度度高、外外带防护护罩，抗抗静电、防防灰尘、并并可抵抗抗氯气、氨水等等，基于于独特的的电容元元件，专专利的固固态聚合合物结构构。故选选用HSS11001。4、气体体传感器器的选用用气体传感感器是一一种将某某种气体体体积分分数转化化成对应应电信号号的转换换器。探探测头通通过气体体传感器器对气体体样品进进行调理理，通常常包括滤滤除杂质质和干扰扰气体、干干燥或制制冷处理理仪表显显示部分分 。气气体传感感器是一一种将气气体的成成份、浓浓度等信信息转换换成可以以被人员员、仪器器仪表、计计算机等等利用的的信息的的装置！气体传传感器一一般
38、被归归为化学学传感器器的一类类，尽管管这种归归类不一一定科学学。目前前流行于于市场气气体传感感器大约约有如下下一些种种类：(1) 催化燃燃烧式气气体传感感器 这种种传感器器是白金金电阻表表面制备备耐高温温催化剂剂层，一一定温度度下，可可燃性气气体其表表面催化化燃烧，燃燃烧是白白金电阻阻温度升升高，电电阻变化化，变化化值是可可燃性气气体浓度度函数。催催化燃烧烧式气体体传感器器选择性性检测可可燃性气气体：凡凡是可以以燃烧，都都能够检检测；凡凡是不能能燃烧，传传感器都都没有任任何响应应。催化化燃烧式式气体传传感器计计量准确确，响应应快速，寿寿命较长长。传感感器输出出与环境境爆炸危危险直接接相关，安安
39、全检测测领域是是一类主主导位传传感器。但但是可燃燃性气体体范围内内，无选选择性。暗暗火工作作，有引引燃爆炸炸危险。大大部分元元素有机机蒸汽对对传感器器都有中中毒作用用。(22) 半半导体式式气体传传感器 它是是利用一一些金属属氧化物物半导体体材料，一一定温度度下，电电导率环环境气体体成份变变化而变变化原理理制造。比比如，酒酒精传感感器，就就是利用用二氧化化锡高温温下遇到到酒精气气体时，电电阻会急急剧减小小原理制制备。半半导体式式气体传传感器可可以有效效用于：甲烷、乙乙烷、丙丙烷、丁丁烷、酒酒精、甲甲醛、一一氧化碳碳、二氧氧化碳、乙乙烯、乙乙炔、氯氯乙烯、苯苯乙烯、丙丙烯酸等等很多气气体检测测。
40、尤其其是，这这种传感感器成本本低廉，适适宜于民民用气体体检测需需求。下下列几种种半导体体式气体体传感器器是成功功：甲烷烷（天然然气、沼沼气）、酒酒精、一一氧化碳碳（城市市煤气）、硫硫化氢、氨氨气（包包括胺类类，肼类类）。高高质量传传感器可可以满足足工业检检测需要要。缺点点：稳定定性较差差，受环环境影响响较大；尤其，每每一种传传感器选选择性都都唯一，输输出参数数能确定定，不宜宜应用于于计量准准确要求求场所。(3) 电化学式气体传感器 相当一部分可燃性、有毒有害气体都有电化学活性，可以被电化学氧化还原。利用这些反应，可以分辨气体成份、检测气体浓度。电化学气体传感器分很多子类：1、原电池型气体传感器
41、（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们原理行同我们用干电池，电池碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧阴极被还原，电子电流表流到阳极，那里铅金属被氧化。电流大小与氧气浓度直接相关。这种传感器可以有效检测氧气、二氧化硫、氯气等。 2、恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它原理与原电池型传感器不一样，它电化学反应是电流强制下发生，是一种真正库仑分析传感器。这种传感器已经成功用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体检测之中，是目前有毒有害气体检测主流传感器。 3、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性气
42、体电化学电池两侧，会自发形成浓差电动势，电动势大小与气体浓度有关，这种传感器成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。 4、极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度传感器利用电化池中极限电流与载流子浓度相关原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车氧气检测，和钢水中氧浓度检测。(4) 热导池式气体传感器 每一种气体，都有自己特定热导率，当两个和多个气体热导率差别较大时，可以利用热导元件，分辨其中一个组分含量。这种传感器已经传感器用于氢气检测、二氧化碳检测、高浓度甲烷检测。这种气体传感器可应用范围较窄，限制因素较多。(5) 磁性氧气传感器 这是磁性氧气分析仪核心，目前也已经实现了“传感
43、器化”进程。它是利用空气中氧气可以被强磁场吸引原理制备。这种传感器只能用于氧气检测，选择性极好。大气环境中氮氧化物能够产生微小影响，这些干扰气体含量往往很少，磁氧分析技术选择性几乎是唯一！(6)红外线气体传感器 大部分气体中红外区都有特征吸收峰，检测特征吸收峰位置吸收情况，就可以确定某气体浓度。这种传感器过去都是大型分析仪器，近些年，以MEMS技术为基础传感器工业发展，这种传感器体积已经由10升，45公斤巨无霸，减小到2毫升（拇指大小）左右。使用无需调制光源红外探测器使仪器完全没有机械运动部件，完全实现免维护化。红外线气体传感器可以有效分辨气体种类，准确测定气体浓度。这种传感器成功用于：二氧化
44、碳、甲烷检测。综上所述述，由于于本课题题需要检检测气体体种类较较多，既既适合民民用又要要应用在在工业中中；因此此选用半半导体式式气体传传感器，而而且半导导体式气气体传感感器成本本低廉。半导体传感器包括电阻式气体传感器和非电阻式气体传感器，电阻式气体传感器是是利用其阻值变化来检测气体浓度；非电阻式气体传感器是利用一些物理效应也器件特性来检测气体。电阻式半导体气体传感器敏感材料主要分为金属氧化物、复合材料和高分子材料三种，种类不同，其检测的气体不同。一般常用用的半导导体式气气体传感感器有MMQ-22、MQQ-4、MMQ-55、MQQ-6、MMQ-88等，它它们一般般检测目目的及检检测范围围为：MQ
45、-22：可燃燃气体、烟烟雾；3300 to 100000pppmMQ-44：天然然气、甲甲烷；3300 to 100000pppmMQ-55：液化化气、甲甲烷、煤煤制气；3000 too 50000pppmMQ-66：液化化气、异异丁烷、丙丙烷；1100 to 100000pppmMQ-88：氢气气、煤制制气；550 tto 1100000pppm本课题主主要检测测烟雾、可可燃气体体、有毒毒气体，所所以选用用MQ-2检测测烟雾，MMQ-55检测可可燃气体体和有毒毒气体。5、ADD转换器器的选用用实验和工工程实际际中我们们要进行行大量的的数据处处理。运运用单片片机采集集系统能能很好的的解决这这些
46、问题题。基本本的采集集系统一一般由MMCU,A/DD,PCC构成, MCCU 是是整个系系统的核核心,AA/D是是数据的的源头,PC是是数据的的归宿地地。A/D转换换器的选选择直接接关系到到采集精精度是否否理想。现现在TLLC25543这这款A/D转换换器运用用很广泛泛。TLLC25543是是TI公司司的122位串行行模数转转换器,使用开开关电容容逐次 逼近技技术完成成A/DD转换过过程。由由于是串串行输入入结构,能够节节省511系列单单片机II/O资资源;且且价格适适中,分分辨率较较高。因因此选用用TLCC25443.6、显示示模块的的选用显示有串串行和并并行两种种方式。并并行显示示方式占占用硬件件资源多多，八个个笔划段段和几个个显示驱驱动控制制端都要要接到单单片机的的I/OO引脚，但但显示刷刷新速度度快；串串行显示示方式占占用硬件件资源少少，仅数数据锁存存控制端端、时钟钟端、数数据端三三个端口口要接到到单片机机的I/O引脚脚上，显显示刷新新速度较较并行显显示方式式慢。显示单元元是人机机交互的的窗口