煤气的主要成分是一氧化碳，由于一氧化碳无色无味，所以当煤气泄漏时如 果没有掺杂特殊气味的气体引起人的注意的话是很难发现一氧化碳泄漏的。一氧 化碳的化学方程式是 CO，虽然无色无味但是却含有一定的毒性。当居民所处环 境的一氧化碳浓度过高时，通过肺吸入一氧化碳时就已经被融入到了血细胞中， 它的结合速度相对于氧气来说会更快。当吸入少量的一氧化碳时候，人们可能只 是感觉到有少许的不适，例如头晕乏力伴随有呕吐。当环境中的一氧化碳浓度达 到一定量时候，此时人就很容易中毒，表现出呼吸困难心跳加快。若浓度很高而 且人长时间呆在这样的环境下就会出现严重的昏迷直至死亡[1]。

由于在密闭的环境下，人们忽然发现煤气泄漏并想及时关闭阀门，由于浓度 过高，人们慌乱中开灯或者大幅度动作产生电火花或静电就极易发生爆炸事故， 导致人员伤亡和重大财产损失。

透过新闻能看到很多煤气泄漏事故，这些事例无不提醒我要时刻注意家庭环 境安全的重要性。管道煤气和液化石油气的普及使得近 20 年来由于疏忽意外造 成的泄漏爆炸事故呈上升趋势[2]。形势越来越严重，上世纪韩国大邱市的市中心 因为在建造地铁时候疏忽管理，造成煤气泄漏引起特严重的爆炸事故。损坏面积 多达 7000 多平方米，造成四百多人的伤亡，以及巨大的财产损失。2015 年，山 东企业的煤气管道发生泄漏，17 名中毒者送往医院，其中 5 人经抢救无效死亡。 2015 年 11 月，呼和浩特某小区燃气泄漏引发爆炸，当日事故造成 3 人受伤，另 有 3 人失联，200 多人受伤。所以不在灾难发生后才后悔莫及，要防患于未然[3]。

从资料得知，上世纪日本的煤气泄漏事故高发，造成重大损失，在政府推行 使用泄漏监控装置后，燃气泄漏事故减少了近 90％，所以大力推广煤气泄漏监 控装置对于防止煤气中毒和泄漏引起的爆炸事故有巨大效果。

通过上述的具体事例，很有必要设计一个低成本的家庭煤气泄漏监控系统， 另外还要致力于提高其灵敏度和可靠性，使其在关键时刻发挥重要作用。

1。2 国内外研究动态和现存问题以及研究目标

1。2。1 国内外研究动态和现存问题

1。2。2 研究目标

综合考虑后，设计一款针对家庭煤气泄漏的监控报警装置。以单片机为主要 核心芯片，配备灵敏度高的检测装置以及报警和显示电路。检测到危险状态后根 据空气环境中一氧化碳的浓度不同来自动做出不同的处理动作。当一氧化碳浓度 处于轻微泄漏状态得时候，仅需驱动蜂鸣器来发出警告提醒户主危险状态。在浓 度达到中度时，蜂鸣器报警的同时，通风系统也同时工作，降低危险程度。为了 方便白天外出工作的住户，在发生严重的泄漏事故时，蜂鸣器与排风扇工作的同 时也瞬间关闭电磁阀门并且电话自动报警。

1。3 本课题的主要研究内容

根据生活中的泄漏情况和实际条件要求，主要设计一款适用于家庭的煤气泄 漏监控系统。

（1）设计一款能够实时监控室内煤气或厨房管道煤气的一氧化碳浓度的监 控报警系统，并且尽量的提高其可靠性和性价比。

（2）提出设计方案和解决办法。

（3）设计室内泄漏监控的具体硬件电路，以及相对应的软件设计。

（4）利用 STC89C51 作为控制核心，在电话通讯技术的基础上，用 DTMF 信号使系统达到语音自动报警的功能设计要求。其中，DTMF 信号处理与芯片结 合实现语音播报录放功能[5]。

2。系统总体方案设计