【 摘 要 】 如今为了尽早发现和防治各种各样的废气，减少对人们的危害，保护自身以及个人或者公共财产安全，需要自动化的报警器给人们提前预警。 随着 “ 科技时代 ” 的快速发展，传感器技术取得了飞速的发展和提升，应用它的地方越来越多，市场需求越来越紧迫,技术要求也越来越高。 本文采用废气传感器和单片机为核心技术设计的废气监测系统，实现了液晶显示废气浓度和声光报警的功能，对废气监测报警系统的实现技术展开了较为深入地研究，为有害气体监测技术的实现提供了参考。
【 关键词 】 废气监测；传感器；单片机；物联网
1 引言
随着当代社会经济的快速发展和工业化程度的不断提高 ,人类近乎无止境的开发资源同时不断地以牺牲生存环境为代价来加快经济的发展速度， 进而使得本就遭受污染的环境再次受到严重的冲击， 人类的居住环境已经变得十分糟糕 ， 人们面临着居住环境不断遭到污染所带来的严峻挑战。 因此我们急去保护自然环境才能与自然和谐的相处。 自从重视环境保护问题以来， 人类开始通过利用高科技产品来对自然环境进行监测以此来寻求对环境问题的改善和解决措施。 废气就是其中重要的一项需要治理的污染。 于是人们开始采用高科技产品来对各种各样的废气进行监测， 从而了解到废气所带来的污染状况 。随着单片机开发技术的快速发展， 利用单片机所开发出来的检测仪器变得更加小型化以及多样化， 然而却较少开发出来用来进行废气检测的设备。 因此利用单片机来开发检测废气的系统就显得尤为重要 。
本文主要介绍了以单片机技术为核心所研究开发的废气监测系统。 本系统将单片机控制技术和传感器探测技术相结合， 以 AT89C51 单片机为核心 ， PCF8591 芯片 ， MQ-7 废气传感 器， LCD 显示屏 ， A/D 模数转换器组成废气监测系统 。 通过它对废气传感器的控制， 实现对家庭环境的废气的采集 。 对所采集到的数值进行 A/D 模数转换 ， 由单片机读取所采集到的数值 ，再由液晶显示屏来显示数据， 实现对家庭环境的废气监测以及显示， 从而使得室内废气污染情况很容易得到反馈 。 当报警值被超过 时， 系统启用声光报警器来报警 ， 让用户能够及时发现并处理废气的具体情况， 从而使得用户的居住生活环境更加安全和舒适。
2 基于单片机的废气监测系统的设计
废气监测系统是用来检测废气 ， 并且具有声光报警功能的设备。 该设备最基本的组成电路应包括 ： 单片机控制电路 、 声光报警电路、 采集废气信号电路 、 模数转换电路 。 放大电路和废气传感器组成采集废气信号电路， 由此模拟电信号由废气信号转化得到。 从采集废气信号电路送出的模拟电信号由模数转换电路转换为单片机可以识别的数字信号， 供单片机接收 。 单片机将所接收到的数字信号进行滤波处理， 并分析经过处理后的数据， 判断该数据是否大于或者等于报警值 ， 如果大于或者等于报警值则驱动报警电路进行报警， 反之则不进行报警 ， 以上是由报警器应当具有的功能所提出的设计思路。 单片机及废气传感器是废气监测系统的核心， 根据系统应当具有的功能 ， 选择精准、 合适 、 价位合理的单片机芯片和废气传感器是十分关键的。
2.1 系统的组成
本系统是由放大电路 、 废气传感器 、 A/D 转换电路 、 单片机 、液晶显示屏、 声光报警器组成 。 系统组成如图 1 所示 ：
2.2 废气传感器的选择
家庭居住环境中的废气是本系统所针对的目标 ， 这些废气中绝大多数含有 CO ， 所以选择 MQ-7 气体传感器 , 因为其对 CO具有很高的灵敏度[8-11] 。 MQ-7 气体传感器具有以下特点 ： 较好的选择性以及对 CO 具有非常高的灵敏度 ， 具有稳定性和较长的寿命。 通过与该传感器串联的负载电阻上的有效电压信号的输出可以获得该传感器的表面电阻， 它的表面电阻是随着检测到的烟雾浓度值的数值的大小成反比的， 所以可以表征废气的浓度。
MQ-7
