煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)的設計與開發(fā).pdf

1、近年來,隨著人們環(huán)保意識的增強,清潔能源也得到了更多的重視和發(fā)展。在諸多清潔能源中,煤氣以其獨有的優(yōu)勢得到人們更多的關注。作為潔凈能源的一種,煤氣既能滿足人們對環(huán)境保護的需求又可以提供高效的能量,而且它還是化工行業(yè)重要的原料。其中很多行業(yè)的附加產品就是煤氣。隨著煤氣行業(yè)的發(fā)展,煤氣安全的重要性也日益擺在人們面前。近年來頻發(fā)的煤氣泄漏,煤氣爆炸等事故也時刻提醒著我們,煤氣在給我們帶來方便的同時也伴隨著隱患。安全事故的發(fā)生不但影響經濟的發(fā)展

2、也影響社會的穩(wěn)定,而現今的煤氣預警系統(tǒng)其自成體系的分散式生產安全預警模式已不適應企業(yè)發(fā)展的需要。
　　基于這一現狀,通過詳細了解企業(yè)需求,查閱相關項目資料,在充分利用企業(yè)現有資源結合現階段企業(yè)的狀況和技術情況的基礎上,運用當今先進的無線通信技術,我們研究并設計了這一套煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)。使得我們的煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)從科學性和準確性上能夠滿足企業(yè)的需求。主要內容如下:
　　首先比較了現在普遍使用的幾種無線通信技術,比如紅外,藍

3、牙等等。然后就它們的優(yōu)點和不足進行了說明和比較。決定采用ZigBee無線傳輸之后,我們詳細介紹了ZigBee協(xié)議的特點及其網絡拓撲結構。并對ZigBee網絡中的三種不同的設備進行了介紹,分別是協(xié)調器,路由器,終端節(jié)點。在上述介紹之后我們又解釋了ZigBee的協(xié)議標準。并且按不同的部分分別進行了詳細的介紹。比如物理層,MAC層,網絡層。
　　然后提出了系統(tǒng)的整體結構,介紹了本系統(tǒng)的設計原則和實現的功能和指標。然后介紹了節(jié)點硬件部分設

4、計的基本流程。將國內外不同生產商的ZigBee芯片進行了性能比較和介紹。最后采用的是TI的CC2530芯片,在CC2530芯片的基礎上對需要的ZigBee節(jié)點進行了硬件設計。其中傳感器部分我們選擇的是MQ-7并就其工作原理和性能進行了分析。隨后根據現場情況設計了不同的穩(wěn)壓電源,對穩(wěn)壓電源電路的設計進行了簡單的介紹。對于硬件設計中的其他部分也進行了簡要的說明。
　　后面介紹了整個系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境。講了行業(yè)領先的Z-Stack協(xié)議棧

5、。對Z-Stack的軟件結構進行了分層的闡述,然后介紹了Z-Stack的工作流程。然后對ZigBee網絡的組建和設計進行了分析。各節(jié)點的信號接收和發(fā)送的函數也都一一介紹。節(jié)點的軟件流程進行了介紹,形成了星型網絡結構。
　　最后我們將設計好的系統(tǒng)進行了組網。利用串口測試工具對整個網絡進行了測試。主要測試了網絡的丟包率和RSSI值。而且,為檢測網絡傳輸性能,對網絡的不同傳輸距離進行了測試。然后對有障礙物的情況下的數據傳輸情況進行了測試