基于Arduino的可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)

毛敏，李想

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安，710300）

基于Arduino的可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)

毛敏，李想

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安，710300）

可燃?xì)怏w泄漏會對人們的人身、財產(chǎn)安全造成損失，針對這種情況，本文以Arduino Uno微處理器為平臺，氣體傳感器MQ-2為檢測探頭設(shè)計出了可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)。通過試驗，該系統(tǒng)2秒鐘可給出現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，適用于需要檢測可燃體濃度的場合。

可燃?xì)怏w；傳感器；檢測；Arduino

0 引言

工業(yè)發(fā)展迅速，可燃性氣體作為重要的能源或者化工原料普遍地應(yīng)用到我們生活當(dāng)中，它們?yōu)槲覀儙砩畋憷耐瑫r也給我們帶來一些潛在的危險，針對這種情況，本文以Arduino Uno微處理器為平臺，氣體傳感器MQ-2為檢測探頭設(shè)計出了可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計

在整個系統(tǒng)中，Arduino Uno讀取氣體傳感器MQ-2檢測到的可燃?xì)怏w濃度值并進(jìn)行顯示，根據(jù)設(shè)置的可燃?xì)怏w濃度上限來控制固態(tài)繼電器的閉合或斷開進(jìn)而控制可燃?xì)怏w閥門的通斷。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

1.1 硬件設(shè)計

1.1.1 氣體傳感器MQ-2

MQ-2是一種氣體電阻控制型氣敏器件，所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。MQ-2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。

1.1.2 Arduino Uno微處理器

Arduino Uno 微處理器系統(tǒng)是一個基于開放原始代碼的軟硬件平臺，體積小巧，功能強(qiáng)大，適用于讀取氣體傳感器信號，該系統(tǒng)包括硬件（Arduino電子板） 和軟件（Arduino IDE）兩部分。Arduino Uno由13個 Digital I/O 數(shù)字輸入/輸出端口和6個Analog I/O 模擬 輸入/輸出端口，支持5V 直流電壓輸出和3.3V 直流電壓輸出。

1.1.3 硬件連接

MQ-2的信號線接入Arduino Uno板的A0端口，電源線接入Arduino Uno板上的+5V電壓端口，地線接入Arduino Uno板上的GND端口。

固態(tài)繼電器的控制端接至Arduino Uno控制板上的Digital 3端口，固態(tài)繼電器的另一端接在控制可燃?xì)怏w的開關(guān)上。

硬件電路如圖2所示。

圖2 硬件電路圖

1.2 軟件設(shè)計

Arduino Uno通過模擬口0采集可燃?xì)怏w的濃度數(shù)據(jù)，并處理成字節(jié)數(shù)據(jù)，通過串口輸出到電腦上，可在串口助手看到結(jié)果，如果濃度高于預(yù)定值，則輸出信號來驅(qū)動固態(tài)繼電器閉合和斷開進(jìn)而控制可燃?xì)怏w閥門的開關(guān)。程序如下：

#define Aout A0

int gas=0;

int FZ=1000;

int SW4=3;

int WN=5;

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(Aout, INPUT);

pinMode(SW4, OUTPUT);

pinMode(WN, OUTPUT);}

void loop() {

gas=analogRead(Aout);

if (gas＞FZ)

{Serial.println(“warring !”);

digitalWrite(SW4, HIGH);

digitalWrite(WN, HIGH);

Serial.println(gas);}

else

{ digitalWrite(SW4, LOW);

digitalWrite(WN, LOW);

Serial.println(gas);}

delay(1000);}

2 測試結(jié)果分析

為了驗證系統(tǒng)的實(shí)時性， 開啟可燃?xì)怏w設(shè)備，前面板可燃?xì)怏w濃度數(shù)值持續(xù)增大，在串口助手可以看到： 濃度值已升高至1020，程序設(shè)計中濃度度大于1000時，Arduino UNO發(fā)送命令控制固態(tài)繼電器的閉合和斷開，進(jìn)而控制可燃?xì)怏w閥門的開關(guān)。

3 結(jié)論

本文結(jié)合氣體傳感器MQ-2和Arduino UNO控制器設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了可燃?xì)怏w濃度的采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有測量精度高、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。

[1] 黃俊霖,董潔,吳垣春,等.環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].電子科技,2013，26(04)：53-54.

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[3] 陳呂洲.Arduino程序設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2015.

[4] 于崇梓.Arduino開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南（Labview卷）[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[5] 修金鵬.Arduino與LabVIEW互動設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社，2014.

Remote combustible gas monitoring system based on Arduino and Labview

Mao Min,Li Xiang
(Shaanxi Institute of Technology, Xi’an Shaanxi,710300)

The combustible gas leakage will cause loss to people’s personal and property safety. in view of this situation, this paper designed the combustible gas detection system with the arduino uno microprocessor as the platform and gas sensor MQ - 2 as the detection probe. Through the test, the system can give the real-time monitoring data in 2 seconds, which is applicable to the situation where the concentration of combustible body needs to be detected.

combustible gas;sensort;Detection;Arduino