基于单片机的分布式无线气体监测装置

摘要 针对目前市场上气体检测设备存在检测种类单一、可调性差、适用性较低等问题，设计了一种根据实际需要，用户可自由选择检测气体种类的无线气体检测系统。该系统由MQ系列气体传感器、ADC0809、STC89C52、NRF905无线收发模块和LCD显示等构成。测试证明，当传感器检测到气体浓度超标时，实现系统自动报警。
关键词 单片机；多功能；分布式；无线；气体监测

目前，在实际生产、生活的诸多领域中，气体检测都有着广泛的应用，它不仅适用于石油、化工、冶金等工业现场，也同样适用于家庭、商场、加油站等各种生活服务场所。不过，正是因为其适用领域较多，而带来了一系列问题。例如，有些场合由于环境复杂，线路铺
设、检修十分困难，而且线路故障、老化等不可见因素的存在，也成为了安全隐患。其次，不同的领域对于检测气体的类型需求也不同，市场上出现了多种类型的气体检测装置，虽然也可达到用户要求，但是这无疑提高了成本，降低了装置的适用性，造成资源浪费。针对这些问题，设计了一种可靠的能够让用户自行选择检测气体种类的分布式无线气体检测装置，用来应对复杂高危的工作环境，解决有线传输带来的布线困难、故障检查困难等缺点，最大程度上满足不同用户的需求，提高系统的适应性和监测能力。

1 系统设计
设计的气体监测装置以多功能、易操作、稳定可靠为目的，实现多种气体无线监测的功能，系统结构框图如图1所示。首先，用户根据具体需要，确定要监测的气体种类，选择特定的传感模块，并接入到分机指定的接口，系统设计最多可接入8种不同的气体检测模块。系统正常工作时，分机监测各气体传感模块，一旦发现某气体浓度超标，单片机接收到相应气体传感器发出的信号，启动无线发射单元，向主机发送信息。主机接收到的数据，经过处理分析，送到液晶显示，并启动报警电路。

2 MQ系列气体传感模块
在选择传感器时，一定要考虑到稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性，系统采用MQ系列的气体传感器来监测气体浓度信息。MQ系列气体传感器是气敏传感器，其具有很高的灵敏度良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ型气敏传感器由微型陶瓷管和敏感层，测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。该系列气敏传感器类型全面，包括MQ-2烟雾传感器、MQ-3酒精传感器、MQ-4甲烷传感器、MQ-5液化气传感器、MQ-8氢气传感器等多种气敏传感器，同时各个传感器之间电路通用性强，能够满足不同场所中的气体检测要求。