摘要：在廚房中天然氣無色無味，人很難察覺。一些突發(fā)狀況如煤氣灶突然火焰熄滅漏氣，會使室內(nèi)空氣中的氧氣相對稀薄，造成人員危害，遇到明火會立即爆炸，危及建筑物和他人生命財(cái)產(chǎn)安全。為了能夠及時知曉廚房空氣狀況，每家每戶需要一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、可靠性高的廚房氣體檢測系統(tǒng)。文章利用STC89C52RC(LQFP44)芯片使用C語言開發(fā)的本產(chǎn)品，能夠及時檢測廚房空氣狀況并自動排風(fēng)保護(hù)，是用戶需要的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、可靠性高、能夠自動排除有害氣體的報(bào)警器。

　　關(guān)鍵詞：STC89C52RC;廚房安全;報(bào)警器

　　人類生存離不開空氣，其一生約80%的時間在室內(nèi)度過。無煙廚房普及，一些無聲無息的隱形殺手也隨之而來，各種電氣設(shè)備和人身安全問題的解決變得越來越迫切。室內(nèi)有害氣體主要包括煤氣泄漏和天然氣泄漏兩類，煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，一氧化碳中毒也是煤氣中毒。本產(chǎn)品利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作為開發(fā)產(chǎn)品主芯片，是利用STC單片機(jī)為核心開發(fā)的廚房有害氣體濃度檢測系統(tǒng)，通過在廚房安置一氧化碳等有害氣體檢測傳感器，預(yù)先設(shè)定好各個傳感器的靈敏度和警戒閾值，如果有異常，便實(shí)施現(xiàn)場聲光報(bào)警。與此同時，系統(tǒng)自動通過STC89C52RC單片機(jī)發(fā)送信號給排風(fēng)扇抽取廚房有害氣體。

　　相關(guān)論文投稿刊物：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》為國家級期刊。本刊定位在單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域，突出單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)中的一些基本的軟硬件技術(shù)、集成開發(fā)環(huán)境、新產(chǎn)品、新技術(shù)等。既有別于對象專業(yè)期刊中的嵌入式系統(tǒng)的對象項(xiàng)目應(yīng)用，也有別于一般電子類期刊中從電子技術(shù)應(yīng)用、電子元器件角度介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。

　　1功能介紹

　　1.1STC89C52RC芯片

　　隨著微處理器和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，智能化已經(jīng)成為自動化的發(fā)展方向，集成小型化將取代傳統(tǒng)的工藝。利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作為開發(fā)產(chǎn)品主芯片，其與傳統(tǒng)DIP40封裝的芯片相比具有體積小、可靠性高、存儲量大等優(yōu)點(diǎn)。

　　1.2一氧化碳傳感器

　　MQ-7一氧化碳傳感器用于氣體濃度的采集和獲取，在具體檢測中，該型號的氣體傳感器選取的介質(zhì)—氣敏材料，是在純凈空氣中導(dǎo)電率較低的二氧化錫[1]。MQ-7一氧化碳檢測是利用半導(dǎo)體氣敏元件以及金屬氧化物的半導(dǎo)體材料，在特定溫度范圍內(nèi)，隨著環(huán)境氣體成分的變化，導(dǎo)電率也相應(yīng)變化，具有靈敏度較高、響應(yīng)速度快速、重量輕、易于集成化、智能化等優(yōu)點(diǎn)。

　　2工作原理

　　電路主要以STC89C52RC作為單片機(jī)控制芯片，電路模塊包括STC89C52RC單片機(jī)控制電路、MQ-7一氧化碳檢測電路、報(bào)警電路、有害氣體排風(fēng)電路，廚房報(bào)警器結(jié)構(gòu)框架。

　　2.1STC89C52RC單片機(jī)控制電路

　　本產(chǎn)品利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作為開發(fā)產(chǎn)品主芯片，其比傳統(tǒng)芯片的體積小，外部的數(shù)據(jù)存儲和程序存儲器尋址范圍廣，還具有接口資源豐富、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。STC89C52RC外圍有時鐘電路和復(fù)位電路，單片機(jī)的時鐘電路由C2，C3，Y1構(gòu)成，Y1為單片機(jī)提供11.0592MHz的時鐘振蕩器，本系統(tǒng)復(fù)位方式是按鍵復(fù)位，復(fù)位電路元件由C6，S2，R4組成。利用單片機(jī)P1.0口輸出控制聲光控報(bào)警電路信號，P1.2口輸出控制排風(fēng)電路信號，P1.3口輸入檢測有害氣體情況信號。

　　2.2MQ-7傳感器檢測模塊

　　MQ-7是一氧化碳檢測傳感器以及LM358運(yùn)放電路的組成，其作用是將煤氣、天然氣的泄漏與否的檢測裝換為有利于單片機(jī)識別的高電平[2]，將信號傳輸給單片機(jī)。MQ-7氣體傳感器對一氧化碳的靈敏度高，可檢測多種含一氧化碳的氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。電路的基本思想是通過MQ-7一氧化碳傳感器元件對廚房進(jìn)行指定氣體濃度檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)檢測的氣體濃度超過預(yù)設(shè)閥值時發(fā)出聲光報(bào)警，同時，報(bào)警電路將信息反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)控制的風(fēng)扇模塊電路開始運(yùn)行，對有害氣體進(jìn)行排除。

　　2.3聲光報(bào)警模塊

　　本電路由蜂鳴器和LED構(gòu)成，當(dāng)檢測到天然氣泄漏時，通過單片機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警信號，提醒家人有天然氣泄漏危險(xiǎn)，必須馬上采取相應(yīng)措施。單片機(jī)P1.3口連接報(bào)警模塊OUT3端口，當(dāng)模塊檢測到天然氣泄漏現(xiàn)象時，單片機(jī)編程控制P1.3輸出方波信號，此時產(chǎn)生聲光報(bào)警信號。

　　2.4有害氣體排風(fēng)模塊

　　單片機(jī)P1.2引腳輸出低電平觸發(fā)OUT2段端口的三極管Q2導(dǎo)通，使繼電器線圈得電，使得電機(jī)工作。實(shí)際測量時，檢測到有天然氣泄漏時觸發(fā)風(fēng)扇自動排風(fēng)保護(hù)，根據(jù)廚房情況，可以連接控制廚房里的排風(fēng)扇或者油煙機(jī)排風(fēng)裝置。

　　3結(jié)語

　　本電路利用STC89C52RC(LQFP44)芯片作為開發(fā)產(chǎn)品主芯片。通過手機(jī)充電的USB端口進(jìn)行電路供電，電源穩(wěn)定、可靠、通用性高，利用MQ-7氣體傳感器測量廚房有害氣體，MQ-7氣體傳感器對一氧化碳的靈敏度高，可檢測多種含一氧化碳的氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。

　　實(shí)物測試產(chǎn)品時只需放在廚房臺面上，如果沒有氣體泄漏，OUT1端為高電平，單片機(jī)控制OUT3端無輸出信號，繼續(xù)檢測OUT1端的狀態(tài);如果檢測廚房氣體泄漏時，MQ-7氣體傳感器檢測出OUT1端由高電平變成低電平，單片機(jī)OUT3端輸出方波信號，驅(qū)動報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警信號。與此同時，在用戶沒有聽見或看見的情況下，單片機(jī)自動控制排風(fēng)扇排除有害氣體。創(chuàng)新點(diǎn)是報(bào)警電路將信息反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)控制的風(fēng)扇模塊電路開始運(yùn)行，對有害氣體進(jìn)行排除，對用戶來說危害最小并且安全、可靠、效果好。電路整體結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、使用便攜方便。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1]于博，歐陽宏基.基于STC89C52單片機(jī)的煙霧報(bào)警器軟件設(shè)計(jì)[J].軟件工程，2016(5)：14-16.

　　[2]周潤景，徐宏偉，丁莉.單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

　　作者：張楊齊