1. 绪论

1.1 课题研究背景及意义

随着汽车的增多，人们对汽车的安全性能要求也越来越高，因汽车在非正常运转时或三元催化老化时会产生CO,会有可能给人们造成安全隐患。所以我认为设计一个CO浓度报警器是十分有必要的。

汽车中都有三元催化剂，在流通的空气中三元催化能有效的解决CO产生问题。也就是说在流通的空气中没有质量问题的汽车是不用担心CO的产生的。但如果在室内或地下车库等通风不良的环境中三元催化的作用就不能说是天衣无缝了，因为当汽车在相对密封的环境中时，氧气比较少，而且此时发动机是启动的，发动机的运转是需要消耗氧气的，在氧气不充足的情况下三元催化剂就无法正常净化CO了。

除了以上所说到的情况还有一种情况会使车内CO含量增高的是汽车比较老了，首先因为使用年限久了排放水平差、催化剂老化、一氧化碳排放量高，然后是老车的密封性不够好，即使是内循环，毒气也可能从车外进入车内。

由于车窗封闭而存在的空气中CO浓度过高造成对车内人员身体健康的问题时十分严重的，因此我们=需要一种检测报警装置，来提醒人们注意防范危险，CO气体检测器是一种安全的检测仪器，它只是检测空气中CO气体的含量，如果CO在车内的浓度高过30毫克每立方米时，蜂鸣器就会执行鸣叫的命令，给车内人员给予提醒。这个设备可以有效解决因车内CO浓度过高而导致的中毒。

本文主要针对汽车内部的CO浓度进行测量与报警。我选用一种十分稳定的 CO 传感器 MQ7，对空间的一氧化碳浓度进行检测，采用AT89C51 单片机作为中央处理单元，当一氧化碳的浓度超过30毫克每立方米时，控制电路进行报警提醒车内人员离开车内。

1.2 国内外研究现状

我国根据汽车的发展趋势，在安全硬件方面都在向多功能化、稳定化、集成化、智能化、微型化方向发展。

我设计的这个车载CO报警安全报警装置，是带有单片机兼有检测、判断、信息处理等功能的安全报警装置，与传统安全硬件相比，他具有很多优势。例如，它可以确定安全报警装置的工作状态，对测量资数据进行分析，以便减少环境因素引起的误差，并且用软件配合硬件一起解决问题。

随着我国科技的发展，汽车安全报警电器也要紧跟着发展，我们需要更人性化更智能化的车载CO报警器，以带给人们更多的安全和享受为目的而不断地改进。

2. 车载CO报警装置硬件设计

2.1 系统硬件设计

我在选择这个CO报警装置的系统控制器时，考虑了好几种单片机，但我最终选择了AT89C51,我在大学中学得最多的是它，对于它的功能及用法是比较熟悉的，所以我选择了AT89C51,我的硬件原理框图如图1所示。

系统硬件原理框图

我在设计此报警系统时我想了很多个单位模块经过李老师的讨论我确定了几个最重要的基本组成单元，包括电源，气体采样，主控，单片机控制，报警，调节执行，信息传递。在这个系统中我采用李娜娜导师给我的建议，使用MQ-7型气敏传感器，MQ-7对可燃气体的灵敏度非常之高，它的工作原理是被测的气体能在其电学特性发生改变，经过处理就产生了不同的模拟电压信号，我们在采用并行的8位A/D转化器ADC0809使时间和幅值都成为一个连续的电压模拟信号了，然后经过量化，编码将模拟信号转换为数字信号，最后再经采集的这些数字信号传给单片机。AT89C51单片机对于我来说是相对比较熟悉的，我应用起来相对来说会更顺手一些，所以我用AT89C51单片机作为我的主控芯片[3]。然后通过AT89C51将处理后得到的CO气体浓度数据传送至LED数码管并且进行显示[1]。当检测到CO的浓度低于30毫克每立方米时的时候，LED显示器会仅显示单片机经处理后导出的车内CO气体的浓度;当检测气体浓度超出30毫克每立方米时，会同时发出声光报警，提醒车内人员尽快离开，避免人员的伤亡。