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作者：黑龙江东方学院 王平 陈希凤 秦绪焜
指导教师：韩洪涛

　　作品简介

　　便携式有害气体预警器主要应用在汽车、工厂、操作间等相对密闭环境工作场合。使在此环境作业的人员免受有害气体带来的危害。设计发明一个装置，可以实时检测作业环境中的有害气体浓度并及时发出警告，起到预防危害发生从而保证操作人员人身安全的作用。
　　本系统配有气体传感器模块和真人语音播报模块，可实现有害气体检测和预警。通过程序控制，可实现10ms的采集周期，每10秒播报一次(可设定)。
　　本装置利用目前市场上比较流行的51单片机作为主控芯片，能够很好的完成有害气体浓度检测及显示、预警等功能，产品具有的突出特点是：有害气体快速检测(采样周期10ms)，有害气体阈值设置及真人语音播报等。　　

　　平台选型说明

　　单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)

　　设计说明　　

　　1.系统组成
　　核心控制单元：核心处理器采用STC15F2K61S2;
　　传感器：MQ_2有害气体传感器。
　　语音模块：WDT588。
　　输出模块：LCD1602字符液晶。
　　输入模块：键盘。

　　2.设计方案
　　利用气体传感器模块，通过核心单片机的控制，按一定周期采集环境中有害气体，实时语音播报。本系统将气体传感器模块、单片机、语音模块、蜂鸣器等部分有效整合，可监测出空气环境中有害气体浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，构成可实现有害气体预警的智能系统。

　　3.电路原理图及与单片机接口
　　1)单片机最小系统　　

　　2)液晶模块与单片机接口　　

　　3)键盘接口　　

　　4)语音模块WDT588与单片机接口
　　sbit rst = P2^4;
　　sbit sda = P2^5;
　　sbit cs = P2^6;
　　sbit scl = P2^7;　　

　　5)电源变压
　　使用LM稳压模块产生3.3V电压供语音芯片使用。

　　作品特色

　　本系统以单片机为核心，配有烟雾传感器模块、液晶模块、真人语音播报模块，主要功能是有害气体浓度监测及预警。当有某一环境有害气体超标时，具有声光报警及液晶显示功能，提醒身处该环境中的操作者注意防范有害气体中毒。其可监测出空气环境中有害气体浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害性。采用C语言来实现其软件功能。
　　具体实现上有如下特点：
　　1.有害气体浓度采集采用A/D中断方式。
　　2.其可监测出空气环境中有害气体浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值。
　　3.采用定时中断方式实现周期性数据采集。
　　该仪器硬件电路设计简单、软件功能完善、灵敏度高、工作性能好，并且具有尺寸小、方便携带的优点，具有较大的应用价值，与市场推广价值。此外，真人语音播报、低功耗、低成本的特点使其更具市场竞争力。

系统演示视频：