RU95849U1 - WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY - Google Patents

WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY Download PDF

Info

Publication number
RU95849U1
RU95849U1 RU2010111874/22U RU2010111874U RU95849U1 RU 95849 U1 RU95849 U1 RU 95849U1 RU 2010111874/22 U RU2010111874/22 U RU 2010111874/22U RU 2010111874 U RU2010111874 U RU 2010111874U RU 95849 U1 RU95849 U1 RU 95849U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
sensors
sensor
gas
measuring
Prior art date
Application number
RU2010111874/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Баранов
Алексей Владимирович Савкин
Владимир Владимирович Слепцов
Владимир Ильич Шмидт
Original Assignee
Александр Михайлович Баранов
Алексей Владимирович Савкин
Владимир Владимирович Слепцов
Владимир Ильич Шмидт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович Баранов, Алексей Владимирович Савкин, Владимир Владимирович Слепцов, Владимир Ильич Шмидт filed Critical Александр Михайлович Баранов
Priority to RU2010111874/22U priority Critical patent/RU95849U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU95849U1 publication Critical patent/RU95849U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

1. Устройство для измерения состава газовой среды, содержащее газовые датчики, аналоговую измерительную часть, микропроцессорный модуль для управления режимами работы сенсоров, первичной обработки данных измерений и их хранения, а также схему питания сенсора и устройства в целом, отличающееся тем, что в состав электронной схемы устройства интегрирован программно-аппаратный интерфейс для передачи данных и команд по беспроводным сетям, а алгоритм проведении измерений и передачи данных оптимизирован с целью автономной работы устройства без замены элементов питания в течение межповерочного (межкалибровочного) интервала. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для передачи данных используется ZigBee-модем. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ZigBee-модем совместим с другими стандартами передачи данных WPAN, SRD, ISM и др. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передача данных осуществляется с передатчика, выполненного на одном кристалле с микропроцессором (микроконтроллером). ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектируются CH4, СО, Н2 или их смеси в том числе и в присутствии посторонних компонентов. ! 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство способно транслировать через себя команды, передаваемые на диспетчерский пульт от других устройств. ! 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управление режимами сенсоров и устройства в целом осуществляется с диспетчерского пульта путем передачи команд по радиоканалу. ! 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство имеет автономное питание от аккумуляторов, химических элементов, топливных элементов, солнечных батарей, конденсаторов, пьезоэ� 1. A device for measuring the composition of the gas medium containing gas sensors, an analog measuring part, a microprocessor module for controlling the operating modes of the sensors, primary processing of the measurement data and their storage, as well as the power supply circuit of the sensor and the device as a whole, characterized in that it is composed of electronic device circuitry, an integrated hardware-software interface for transmitting data and commands over wireless networks, and the algorithm for measuring and transmitting data is optimized for the autonomous operation of the device without replacing batteries during recalibration (mezhkalibrovochnogo) interval. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that a ZigBee modem is used for data transmission. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the ZigBee modem is compatible with other data transfer standards WPAN, SRD, ISM, etc.! 4. The device according to claim 1, characterized in that the data is transmitted from a transmitter made on the same chip with a microprocessor (microcontroller). ! 5. The device according to claim 1, characterized in that CH4, CO, H2 or their mixtures are detected, including in the presence of extraneous components. ! 6. The device according to claim 1, characterized in that the device is capable of transmitting through itself the commands transmitted to the dispatch console from other devices. ! 7. The device according to claim 1, characterized in that the control modes of the sensors and the device as a whole is carried out from the control panel by transmitting commands over the air. ! 8. The device according to claim 1, characterized in that the device is self-powered from batteries, chemical elements, fuel cells, solar panels, capacitors, piezoe

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Изобретение относится к области контроля параметров газовой среды и предназначено для автоматического контроля концентрации взрыво-, пожаро- и токсично-опасны газов в атмосфере жилых помещений, внутри и на территории промышленных объектов, а также в атмосфере горных выработок и выдачи не только индивидуальной сигнализации при достижении измеряемым компонентом установленных пороговых значений, но и передачи данных по беспроводной сенсорной сети на диспетчерский пункт контроля (пульт контроля).The invention relates to the field of monitoring the parameters of the gas environment and is intended to automatically control the concentration of explosive, fire and toxic hazardous gases in the atmosphere of residential premises, inside and on the territory of industrial facilities, as well as in the atmosphere of mine workings and issuing not only an individual alarm when reaching the measured component of the set threshold values, but also data transmission over the wireless sensor network to the control room control (control panel).

В частности, изобретение может найти применение:In particular, the invention may find application:

- в качестве автономных беспроводных датчиков для контроля концентрации метана (СН4) газифицированных многоквартирных и индивидуальных домов, на объектах нефтегазового хозяйства; в атмосфере горных выработок, угольных шахт;- as autonomous wireless sensors for monitoring the concentration of methane (CH 4 ) of gasified apartment buildings and individual houses, at oil and gas facilities; in the atmosphere of mine workings, coal mines;

- в качестве автономных беспроводных предпожарных извещателей для контроля химического состава воздуха (в частности, СО и Н2) с целью предупреждения пожара на ранней стадии, предшествующей возгоранию;- as autonomous wireless pre-fire detectors for monitoring the chemical composition of air (in particular, СО and Н 2 ) in order to prevent a fire at an early stage preceding a fire;

- в качестве автономных измерительных (контролирующих) устройств при построении беспроводных сенсорных сетей.- as autonomous measuring (control) devices in the construction of wireless sensor networks.

Уровень техникиState of the art

Известна мультигазовая многоканальная стационарная система контроля загазованности [http://www.deltapro.ru/catal_igs98_ss.aspx]. Система контроля загазованности состоит из пульта контроля и стационарных датчиков. Датчики соединяются с пультом контроля 4-х проводным кабелем, обеспечивающим питание схемы датчика и передачу информации на пульт контроля (фиг.1).Known multi-gas multi-channel stationary gas control system [http://www.deltapro.ru/catal_igs98_ss.aspx]. The gas control system consists of a control panel and stationary sensors. The sensors are connected to the control panel with a 4-wire cable, providing power to the sensor circuit and transmitting information to the control panel (Fig. 1).

Данная система позволяет осуществлять:This system allows you to:

- непрерывный автоматический контроль загазованности по N каналам;- continuous automatic control of gas pollution through N channels;

- выдавать предупредительные и аварийные световые и звуковые сигналы и сигналы на пульт управления внешними системами (вкл/выкл вентиляции и т.п.) с помощью встроенного реле;- issue warning and emergency light and sound signals and signals to the control panel of external systems (on / off ventilation, etc.) using the built-in relay;

- выводить значения концентрации по каждому каналу на встроенное табло (датчик и пульт, только датчик, только пульт);- display the concentration values for each channel on the built-in display (sensor and remote, only sensor, only remote);

- настраивать порог срабатывания в соответствии с заданным алгоритмом- adjust the threshold in accordance with a given algorithm

- устанавливать блок памяти показаний с возможностью вывода и обработки данных на PC;- install a readout memory unit with the ability to output and process data on a PC;

- подключать к пульту контроля датчиков других производителей или других измеряемых физических величин (температура, давление и т.п.);- connect sensors of other manufacturers or other measured physical quantities (temperature, pressure, etc.) to the control panel;

- подключать датчики к уже существующим системам безопасности.- connect sensors to existing security systems.

Недостатком устройства является то, что датчики соединяются с пультом контроля 4-х проводным кабелем, обеспечивающим питание схемы датчика и передачу информации на пульт контроля. Это ограничивает число датчиков и возможность произвольного расположения датчиков в контролируемом помещении. Кроме того, контролируемые помещения должны быть электрифицированы.The disadvantage of this device is that the sensors are connected to the control panel with a 4-wire cable, providing power to the sensor circuit and transmitting information to the control panel. This limits the number of sensors and the possibility of arbitrary arrangement of sensors in a controlled room. In addition, the controlled premises must be electrified.

Известен Газоанализатор ЭССА с радиоканалом [http://safeair.ru/content/view/97/51/], представляющий собой многоканальный прибор с беспроводной передачей данных. Газоанализатор предназначен для контроля токсичных газов (хлора, аммиака, диоксида серы, оксида углерода, сероводорода, оксида и диоксида азота, озона) и кислорода в воздухе.Known gas analyzer ESSA with a radio channel [http://safeair.ru/content/view/97/51/], which is a multi-channel device with wireless data transmission. The gas analyzer is designed to control toxic gases (chlorine, ammonia, sulfur dioxide, carbon monoxide, hydrogen sulfide, nitrogen oxide and dioxide, ozone) and oxygen in the air.

Передача данных производится радиомодемом в диапазоне частот от 433,1 до 434,7 МГц. Дальность действия связи на открытом пространстве - до 3 км с возможностью расширения при помощи ретрансляторов.Data is transmitted by a radio modem in the frequency range from 433.1 to 434.7 MHz. The communication range in open space is up to 3 km with the possibility of expansion with the help of repeaters.

Возможны два варианта выполнения газоанализатора:There are two options for performing a gas analyzer:

1) Газоанализатор состоит из одного или нескольких измерительных преобразователей, блока сбора и передачи данных и переносного блока регистрации. Измерительные преобразователи связаны с блоком сбора и передачи данных кабелями, и структура ничем не отличается от обычного многоканального газоанализатора ЭССА. Питание измерительных преобразователей осуществляется от блока сбора и передачи данных. Радиомодем установлен в блоке сбора и передачи данных и работает на одной частоте. Данные от каждого первичного преобразователя формируются в пакет и передаются по радиоканалу к блоку регистрации, оснащенному приемным устройством.1) The gas analyzer consists of one or more measuring transducers, a data acquisition and transmission unit, and a portable registration unit. The measuring transducers are connected to the data acquisition and transmission unit by cables, and the structure is no different from the usual multi-channel gas analyzer ESSA. Transmitters are powered by a data acquisition and transmission unit. The radio modem is installed in the data collection and transmission unit and operates on the same frequency. Data from each primary converter is formed into a packet and transmitted over the air to a recording unit equipped with a receiving device.

2) Газоанализатор состоит из одного или нескольких измерительных преобразователей и переносного блока регистрации. Радиомодем установлен на каждом измерительном преобразователе. В этом случае может использоваться до 16 частотных каналов. Питание измерительных преобразователей может осуществляться от сети или от аккумуляторных батарей.2) The gas analyzer consists of one or more measuring transducers and a portable registration unit. A radio modem is installed on each transmitter. In this case, up to 16 frequency channels can be used. The transmitters can be powered from the mains or from rechargeable batteries.

Данный газоанализатор применяется в тех случаях, когда прокладка кабелей затруднена и если установка стационарного газоанализатора не предусмотрена, а необходимость контроля содержания в воздухе токсичных веществ имеется (например, при пуско-наладочных работах).This gas analyzer is used in cases where cabling is difficult and if a stationary gas analyzer is not provided, and there is a need to control the content of toxic substances in the air (for example, during commissioning).

Недостатками данного устройства является ограниченное число измерительных преобразователей (максимум 16), что связано с выбранным диапазоном частот от 433,1 до 434,7 МГц (разделение частот 100 кГц) и стандартом передачи данных. Кроме того, дальность действия связи до 3 км (в открытом пространстве) требует относительно мощного передатчика и приемника и, соответственно, внешних антенн и мощного источника питания. Это не позволяет сделать газоанализатор компактным и энергонезависимым на продолжительный срок автономной работы. Данные частотный диапазон зарезервирован для маломощных радиостанций, поэтому могут возникнуть проблемы с наложением сигналов сторонних систем связи в связи с незащищенностью такого канала передачи данных, а также возможностью несанкционированного доступа к газо-измерительной системе.The disadvantages of this device is the limited number of measuring transducers (maximum 16), which is associated with the selected frequency range from 433.1 to 434.7 MHz (frequency separation 100 kHz) and the data transfer standard. In addition, the communication range of up to 3 km (in open space) requires a relatively powerful transmitter and receiver and, accordingly, external antennas and a powerful power source. This does not make the gas analyzer compact and non-volatile for a long battery life. The data frequency range is reserved for low-power radio stations, therefore, there may be problems with the imposition of signals from third-party communication systems due to the insecurity of such a data transmission channel, as well as the possibility of unauthorized access to the gas measurement system.

Известен быстро развертываемый, беспроводной, многофункциональный газосигнализатор AreaRAE Responder [http://www.cis-controls.ru/pdf/AreaRAE_Responder_Europe_RU.pdf|.Known quickly deployed, wireless, multi-functional gas detector AreaRAE Responder [http: //www.cis-controls.ru/pdf/AreaRAE_Responder_Europe_RU.pdf |.

AreaRAE Responder представляет собой многоканальный газоанализатор, с передачей данных по радиоканалу, сертификацией АТЕХ по взрывозащите. Благодаря сварному корпусу из нержавеющей стали, он является особо прочным переносным и герметичным устройством, пригодным для использования в неблагоприятных условиях окружающей среды. Газоанализатор идеально подходит для контроля опасных веществ в воздухе и может применяться в экстренных ситуациях, так приборы AreaRAE Responder, размещаемые в оперативном порядке, могут использоваться для быстрого определения периметра воздействия опасных веществ, и позволяют службам экстренного реагирования находиться на безопасной дистанции и контролировать ситуацию, располагаясь на расстоянии до 3 километров.AreaRAE Responder is a multi-channel gas analyzer, with data transmission over the air, ATEX certification for explosion protection. Thanks to its welded stainless steel housing, it is a particularly rugged portable and sealed device, suitable for use in adverse environmental conditions. The gas analyzer is ideally suited for monitoring hazardous substances in the air and can be used in emergency situations, as AreaRAE Responder instruments can be used to quickly determine the perimeter of exposure to hazardous substances and allow emergency response services to be at a safe distance and monitor the situation at a distance of up to 3 kilometers.

Фотоионизационный детектор (ФИД), имеющийся в устройстве AreaRAE Responder, определяет концентрацию летучих органических соединений с точностью до миллионных долей. Газоанализатор оборудуется сенсорами нижнего предела взрывоопасной концентрации, содержания кислорода, а так же для измерения концентрации токсичных газов, таких как сероводород, хлор и др. Данные об измеренной концентрации газов передаются в режиме реального времени встроенным радиомодемом на базовую станцию, состоящую из стандартного персонального компьютера с установленной на нем программой ProRAE Remote и операционной системы Windows. Базовая станция может одновременно контролировать и отображать показания восьми приборов AreaRAE Responder и/или AreaRAE Responder Gamma (или других совместимых с AreaRAE газоанализаторов, включая MultiRAE, MiniRAE 2000, ppbRAE, Smiths APD-2000®, RAE ChemSentry®, и Coastal Environmental Systems Weatherpak®). Это позволяет создать сеть для контроля опасных веществ и осуществлять контроль большой по площади территории. Используя возможности созданной несколькими приборами AreaRAE Responder сотовой сети газоанализаторы могут функционировать на большом расстоянии от приемной станции и в сложной обстановке в радиоэфире.A photoionization detector (PID), available in the AreaRAE Responder, detects the concentration of volatile organic compounds to the nearest millionths. The gas analyzer is equipped with sensors of the lower limit of explosive concentration, oxygen content, as well as for measuring the concentration of toxic gases such as hydrogen sulfide, chlorine, etc. Data on the measured gas concentration is transmitted in real time by the built-in radio modem to the base station, which consists of a standard personal computer with ProRAE Remote and Windows operating system installed on it. The base station can simultaneously monitor and display eight AreaRAE Responder and / or AreaRAE Responder Gamma instruments (or other AreaRAE compatible gas analyzers, including MultiRAE, MiniRAE 2000, ppbRAE, Smiths APD-2000®, RAE ChemSentry®, and Coastal Environmental Systems Weatherpak® ) This allows you to create a network for controlling hazardous substances and to control a large area. Using the capabilities of a cellular network created by several AreaRAE Responder instruments, gas analyzers can operate at a large distance from the receiving station and in a difficult radio environment.

Данный газоанализатор позволяет:This gas analyzer allows you to:

- Осуществлять передачу полученных данных в режиме реального времени посредством встроенного радиомодема- Transmit received data in real time through the built-in radio modem

- Просматривать данные, полученные от сенсоров в режиме реального времени, и выдавать аварийный сигнал в штабе или командном пункте- View data received from sensors in real time and issue an alarm at headquarters or command post

- Одновременно контролировать и отображать информацию от 8-ми дистанционно установленных устройств- Simultaneously monitor and display information from 8 remotely installed devices

- Передавать данные на радиочастоте 869 МГц на расстояние до 3 км- Transmit data at a radio frequency of 869 MHz over a distance of 3 km

- Создавать сотовую сеть на основе устройст AreaRAE Responder, которые действуют в качестве ретрансляторов, способствуя значительному расширению площади охвата радиосвязью- Create a cellular network based on AreaRAE Responder devices that act as repeaters, contributing to a significant expansion of the radio coverage area

Областями применения являютсяApplications are

- Экстренные ситуации с выявлением опасных веществ- Emergency situations with the identification of hazardous substances

- Нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы- Oil refineries and petrochemical plants

- Электростанции- Power plants

- Целлюлозно-бумажная промышленность- Pulp and paper industry

- Предпусковые/предостановочные операции на производственном и проектируемом оборудовании- Prestarting / pre-operation operations on production and design equipment

- Нефтяные скважины в открытом море.- Oil wells on the high seas.

Недостатками устройства являются: небольшое время автономной работы (24 часа работы непрерывной работы в режиме с радиомодемом с литий ионным аккумулятором). Ограниченное число датчиков. Кроме того, частотный диапазон 869 МГц предназначен для сотовых систем подвижной и стационарной радиосвязи, а не для сенсорных сетей.The disadvantages of the device are: short battery life (24 hours of continuous operation in the mode with a radio modem with a lithium-ion battery). A limited number of sensors. In addition, the frequency range of 869 MHz is intended for cellular systems of mobile and stationary radio communications, and not for sensor networks.

Известен беспроводной датчик газа Major MR-GS01 [http://www.major-gsm.ru/photo/7/5/], который предназначен для обнаружения утечки газа в помещении. Помимо того, что прибор является GSM датчиком и отправляет сигнал тревоги на базу, он, так же, оснащен собственными автономными системами звуковой и световой сигнализации. Датчик может так же использоваться как в составе охранной GSM системы, так и в качестве исключительно газового датчика. Датчик имеет встроенный совмещенный индикатор и работает на частоте 433 MHz. Радиус действия сигнала около 100 м.Known wireless gas sensor Major MR-GS01 [http://www.major-gsm.ru/photo/7/5/], which is designed to detect gas leaks in the room. In addition to the fact that the device is a GSM sensor and sends an alarm to the base, it is also equipped with its own autonomous sound and light alarm systems. The sensor can also be used both as part of a GSM security system, and as an exclusively gas sensor. The sensor has a built-in combined indicator and operates at a frequency of 433 MHz. The signal range is about 100 m.

Недостатками данного устройства является то, что он требует сетевого питания 220 В, отсутствует возможность создания на основе подобных датчиков сенсорной сети и возможность трансляции сигнала к базовой станции через другие датчики.The disadvantages of this device is that it requires 220 V mains power, there is no possibility of creating a sensor network based on such sensors and the signal can be transmitted to the base station through other sensors.

Наиболее близким к описываемому является устройство (газоанализатор) [А.Е.Сенькин, Б.И.Селезнев, А.И.Максимов, В.А.Мошников, Микропроцессорный газоаналитический модуль. Вестник Новгородского Государственного Университета, №26, 2004 с.161-167], содержащее полупроводниковый сенсор для измерения концентрации СО и СН4, микропроцессорный газоаналитический модуль, последовательный интерфейс передачи данных и сетевой адаптер.Closest to the described is a device (gas analyzer) [A.E.Senkin, B.I. Seleznev, A.I. Maksimov, V.A. Moshnikov, Microprocessor gas analysis module. Bulletin of Novgorod State University, No. 26, 2004 p.161-167], containing a semiconductor sensor for measuring the concentration of CO and CH 4 , a microprocessor gas analysis module, a serial data transfer interface and a network adapter.

Достоинствами данного устройства является то, что микропроцессорный газоаналитический модуль позволяет изменять температуру чувствительного элемента сенсора по любому закону в измерительном цикле и проводить измерения в любой точке этого цикла. В нем объединены следующие функциональные возможности:The advantages of this device is that the microprocessor gas analysis module allows you to change the temperature of the sensor element according to any law in the measurement cycle and take measurements at any point in this cycle. It combines the following functionality:

- измерение сопротивления чувствительной поверхности сенсора в любые моменты времени цикла нагрева;- measuring the resistance of the sensitive surface of the sensor at any time during the heating cycle;

- управление температурой чувствительной поверхности сенсора с возможностью реализации различных температурных режимов (непрерывный, пульсирующий, линейное сканирование по температуре);- temperature control of the sensitive surface of the sensor with the possibility of implementing various temperature conditions (continuous, pulsating, linear scanning by temperature);

- преобразование значения сопротивления чувствительной поверхности в концентрацию анализируемого газа или газов;- the conversion of the resistance value of the sensitive surface to the concentration of the analyzed gas or gases;

- возможность одновременного определения концентрации СО и СН4;- the ability to simultaneously determine the concentration of CO and CH 4 ;

- возможность программной автоматической калибровки и перенастройки устройства под конкретный тип сенсора;- the ability to programmatically automatically calibrate and reconfigure the device for a specific type of sensor;

- передача данных по последовательному интерфейсу и возможность построения на основе устройства разветвленных сетей мониторинга газовой обстановки;- data transmission via a serial interface and the possibility of building, based on the device, branched networks for monitoring the gas situation;

- удаленное управление режимом работы и самодиагностика.- remote control of the operating mode and self-diagnosis.

Такой подход к реализации электронных устройств управления и обработки данных для полупроводниковых газовых сенсоров позволяет повысить информативность отклика сенсора на воздействие газовой среды путем выбора температурного режима и алгоритма проведения измерений, отвечающих физико-химической специфике конкретного сенсора.Such an approach to the implementation of electronic control and data processing devices for semiconductor gas sensors makes it possible to increase the information content of the sensor response to the influence of the gas medium by choosing the temperature regime and the measurement algorithm that meets the physicochemical specifics of a particular sensor.

В модуле использован широтно-импульсный метод (ШИМ) управления температурой. Стабилизация температуры в нужной точке осуществляется путем непрерывного измерения сопротивления нагревателя, вычисления значения отклонения этого сопротивления от заданного значения (соответствующим заданной температуре) и управления шириной импульсов напряжения на нагревателе. Быстрый выход на рабочий режим обеспечивается пропорционально-интегральным регулятором, программно реализованным в микроконтроллере, коэффициент усиления которого выбирается экспериментально исходя из условия максимальной скорости нагрева и минимальных переходных процессов при выходе на заданный температурный режим. Широтно-импульсный метод нагрева, кроме снижения потребления мощности, позволяет разделить во времени измерения сопротивлений чувствительного слоя и нагревателя (для определения температуры), что позволяет применять устройство для сенсоров, выполненных на микромембране, в которых нагреватель и чувствительный слой электрически связаны друг с другом. Для реализации модуля использован микроконтроллер ATmega8 фирмы ATMEL, в периферию которого включены 8-канальный 10-разрядный АЦП, блок приемопередатчика UART и таймер с возможностью работы в широтно-импульсном режиме, что позволило выполнить все устройство практически на одной микросхеме (см. фиг.1).The module uses a pulse-width pulse width modulated (PWM) method of temperature control. The temperature is stabilized at the desired point by continuously measuring the resistance of the heater, calculating the deviation of this resistance from the set value (corresponding to the set temperature) and controlling the width of the voltage pulses on the heater. A quick exit to the operating mode is provided by a proportional-integral controller programmatically implemented in the microcontroller, the gain of which is selected experimentally based on the conditions of the maximum heating rate and minimum transient processes when the set temperature mode is reached. The pulse-width heating method, in addition to reducing power consumption, allows you to separate the time measurements of the resistance of the sensitive layer and the heater (to determine the temperature), which allows you to use the device for sensors made on a micro-membrane, in which the heater and the sensitive layer are electrically connected to each other. To implement the module, an ATMEL ATmega8 microcontroller was used, the periphery of which includes an 8-channel 10-bit ADC, a UART transceiver unit, and a timer with the ability to operate in pulse-width mode, which made it possible to run the entire device on almost one chip (see Fig. 1 )

Для измерения концентрации СО используется пульсирующий температурный режим: нагрев до температуры 450°С в течение 1,5 с последующей стабилизацией температуры на уровне 110°С. Весь период цикла нагрева составлял 10 с. Измерения сопротивления чувствительного слоя и температуры рабочей поверхности проводятся на всем протяжении цикла через 100 мс. Данные в реальном времени передаются на персональный компьютер, где их можно сохранить в виде текстового файла. Для обмена данными с персональным компьютером и настройки рабочего режима разработана специальная программа для микропроцессорного газоаналитического модуля.To measure the concentration of CO, a pulsating temperature regime is used: heating to a temperature of 450 ° C for 1.5, followed by stabilization of the temperature at 110 ° C. The entire heating cycle period was 10 s. Measurements of the resistance of the sensitive layer and the temperature of the working surface are carried out throughout the cycle after 100 ms. Real-time data is transferred to a personal computer, where they can be saved as a text file. To exchange data with a personal computer and configure the operating mode, a special program has been developed for a microprocessor gas analysis module.

Недостатком данного устройства является использование последовательного интерфейса передачи (проводная передача данных), не предусматривающего возможность построения сенсорной и наличие сетевого питание. Это ограничивает возможность реального практического использования данного газоанализатора, применяемого, скорее всего, для лабораторных исследований, поскольку к каждому из используемых газоанализаторов требуется подключить кабели (для осуществления питания и передачи данных на диспетчерский пульт). В случае, когда требуется одновременное использование большого числа газоанализаторов, данное решения не является возможным. Кроме того, данный газоанализатор лишен мобильности.The disadvantage of this device is the use of a serial transmission interface (wired data transfer), which does not provide for the possibility of building a sensor and the presence of mains power. This limits the possibility of real practical use of this gas analyzer, which is most likely used for laboratory research, since it is required to connect cables to each of the gas analyzers used (for power supply and data transmission to the control room). In the case when the simultaneous use of a large number of gas analyzers is required, this solution is not possible. In addition, this gas analyzer is devoid of mobility.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технической задачей полезной модели является создание портативного беспроводного автономного датчика для мониторинга состава газовой среды, оперативного информирования соответствующих служб при возникновении чрезвычайных ситуаций и расширение арсенала технических средств газового мониторинга для случаев отсутствия в зоне мониторинга систем электроснабжения и кабельного телеизмерения.The technical task of the utility model is to create a portable wireless autonomous sensor for monitoring the composition of the gas environment, promptly informing the relevant services in case of emergency, and expanding the arsenal of technical means of gas monitoring for cases where there are no power supply systems and cable telemetry in the monitoring zone.

Технический результат, обеспечивающий решение задачи, состоит в увеличении времени автономной работы датчика, включения в состав устройства программно-аппаратного интерфейса для передачи данных и команд по беспроводным сетям, а также в расширении функциональных возможностей за счет формирования на основе аналогичных датчиков сенсорных сетей, охватывающих большие территории и возможности последующей передачей данных в сети сотовой связи (GSM) и Интернет (GPRS).The technical result, which provides a solution to the problem, consists in increasing the battery life of the sensor, including in the device hardware-software interface for transmitting data and commands over wireless networks, as well as expanding the functionality due to the formation of sensor networks based on similar sensors, covering large territory and the possibility of subsequent data transfer to the cellular network (GSM) and the Internet (GPRS).

Сущность изобретения состоит в том, что газовый датчик содержит газовые сенсоры, аналоговую измерительную часть, микропроцессорный модуль для управления режимами работы сенсоров, первичной обработки данных измерений и их хранения, а также схему питания сенсора и устройства в целом, при этом в состав электронной схемы устройства интегрирован программно-аппаратный интерфейс для передачи данных и команд по беспроводным сетям, а алгоритм проведении измерений, обработки и передачи данных оптимизирован с целью автономной работы устройства без замены элементов питания в течение межкалибровочного (межповерочного) интервала.The essence of the invention lies in the fact that the gas sensor contains gas sensors, an analog measuring part, a microprocessor module for controlling the operating modes of the sensors, primary processing of the measurement data and their storage, as well as the power supply circuit of the sensor and the device as a whole, while the device electronic circuit a hardware-software interface for transmitting data and commands over wireless networks is integrated, and the algorithm for measuring, processing and transmitting data is optimized for the purpose of autonomous operation of the device without replacing batteries during the inter-calibration (inter-calibration) interval.

При этом отказ от передачи данных по проводным линиям наиболее эффективен с одновременным отказом и от сетевого питания. Необходимость сетевого питания ограничивает область использования устройства, усложняет и удорожает его за счет необходимости иметь преобразователь напряжения с ~220 В на 3-5 В постоянного напряжения.At the same time, refusal to transfer data over wire lines is most effective with a simultaneous refusal from mains power. The need for mains supply limits the area of use of the device, complicates and increases its cost due to the need to have a voltage converter with ~ 220 V to 3-5 V DC.

Кроме того, технический результат достигается за счет способности датчика транслировать через себя команды, передаваемые на диспетчерский пульт от других датчиков; возможности управления режимами работы датчика с диспетчерского пульта путем передачи команд по радиоканалу; использования автономного питания от аккумуляторов, химических элементов, солнечных батарей, пьезоэлектрических преобразователей, топливных элементов, конденсаторов или их комбинации; использования полупроводниковых, термокаталитических, кондуктометрических, электрохимических, оптических датчиков или их комбинации; использования импульсного (периодического) режима измерения концентрации газов: режим измерения - режим ожидания - режим измерения; использования звуковой и световой сигнализации о превышении установленных заданных концентраций, встроенного вибросигнала, а также возможности отображения данных на дисплее устройства; возможности определения местоположения устройства в известном трехмерном объеме; возможности мониторинга других параметров среды (температуры, влажности, давления и др.); возможности подключения к уже существующим системам безопасности; возможности подавать команды на пульт управления внешними исполнительными устройствами.In addition, the technical result is achieved due to the ability of the sensor to transmit through itself the commands transmitted to the control panel from other sensors; the ability to control the operating modes of the sensor from the control panel by transmitting commands over the air; the use of autonomous power from batteries, chemical elements, solar panels, piezoelectric transducers, fuel cells, capacitors, or a combination thereof; the use of semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical sensors, or a combination thereof; use of a pulse (periodic) gas concentration measurement mode: measurement mode - standby mode - measurement mode; the use of sound and light alarms when the specified concentrations are exceeded, the built-in vibration signal, as well as the ability to display data on the device display; the ability to determine the location of the device in a known three-dimensional volume; monitoring capabilities of other environmental parameters (temperature, humidity, pressure, etc.); connectivity to existing security systems; the ability to send commands to the control panel of external actuators.

Для беспроводной передачи данных измерений предпочтительно использовать стандарт IEEE 802.15,4 и протокол высокого сетевого уровня ZigBee, поскольку, его программно-аппаратный интерфейс, в отличие от обычных радиоканалов, позволяет создавать сенсорные сети из практически неограниченного числа устройств. Технология ZigBee имеет частотные каналы в диапазонах 868 МГц, 915 МГц и 2,4 ГГц. При этом наибольшие скорости передачи данных и наивысшая помехоустойчивость достигаются в диапазоне 2,4 ГГц. Кроме того, использование частоты 2.4 ГГц позволяет сделать антенну размером меньше 1 см и убрать ее внутрь корпуса устройства. А небольшое расстояние передачи данных позволяет уменьшить мощность передатчика и, следовательно, уменьшить размеры и увеличить время автономной работы всего устройства.For the wireless transmission of measurement data, it is preferable to use the IEEE 802.15.4 standard and the ZigBee high network layer protocol, since its software and hardware interface, unlike conventional radio channels, allows you to create sensor networks from an almost unlimited number of devices. ZigBee technology has frequency channels in the ranges of 868 MHz, 915 MHz and 2.4 GHz. At the same time, the highest data transfer rates and the highest noise immunity are achieved in the 2.4 GHz band. In addition, the use of a frequency of 2.4 GHz allows you to make the antenna smaller than 1 cm and remove it inside the device. A small data transmission distance allows you to reduce the power of the transmitter and, therefore, reduce the size and increase the battery life of the entire device.

Использования стандарта передачи данных ZigBee в описываемом датчике позволяет создать надежные, недорогие, низкоэнергоемкие беспроводные устройства, обеспечивающие защиту информации и требуемые характеристики радиочастотной производительности.Using the ZigBee data transfer standard in the described sensor allows you to create reliable, inexpensive, low-energy wireless devices that provide information protection and the required characteristics of radio frequency performance.

Более того, соединение измерительных функций с технологией обмена данными по радиоканалу и автономным питанием позволяет создавать из подобных датчиков беспроводные сенсорные сети для мониторинга газовой атмосферы как внутри помещений, так и вне зданий, в том числе и на больших площадях, когда требуется осуществлять контроль в большом числе точек. В частности, для мониторинга помещений внутри многоэтажных зданий, территорий нефте- и газоперерабатывающих предприятий, горных выработок, газопроводов, а также лесных массивов, свалок отходов, автомобильных дорог. Конкретным примером могут служить предпожарные сигнализаторы и датчики метана в помещениях газифицированных домов, устанавливаемые в квартирах многоквартирных домов или офисных помещениях.Moreover, the combination of measurement functions with the technology of data exchange via radio channel and autonomous power supply makes it possible to create wireless sensor networks from such sensors for monitoring the gas atmosphere both indoors and outdoors, including in large areas, when it is necessary to carry out monitoring in large number of points. In particular, for monitoring rooms inside multi-story buildings, territories of oil and gas refineries, mining, gas pipelines, as well as forests, waste dumps, roads. A concrete example is the pre-fire detectors and methane sensors in the premises of gasified houses, installed in apartments of apartment buildings or office premises.

При этом сети на основе ZigBee являются самообразующимися и самовосстанавливающимися сетями. Это является следствием того, что ZigBee - устройства при включении питания, благодаря встроенному программному обеспечению, «умеют» сами находить друг друга и формировать сеть, а в случае выхода из строя какого-либо из узлов «умеют» устанавливать новые маршруты для передачи сообщений.Moreover, ZigBee-based networks are self-forming and self-healing networks. This is a consequence of the fact that ZigBee devices, when turned on, thanks to the built-in software, can "find" each other and form a network, and if any of the nodes fails, they are able to establish new routes for sending messages.

Компактность устройства, независимость от сетевого питания и кабелей для передачи данных вкупе с возможностью формировать самообразующиеся сенсорные сети, позволяют уменьшить затраты времени, а также затраты на технические, людские и финансовые ресурсы для развертывания систем газового мониторинга, расширить области их применения и избежать ограничений, связанных с потерей данных при отключении (в чрезвычайных ситуациях) сетевого питания, обрыве кабелей и выходе из строя части устройств.The device’s compactness, independence from mains power and data cables, together with the ability to form self-forming sensor networks, reduce the time and cost of technical, human and financial resources for the deployment of gas monitoring systems, expand their scope and avoid the limitations associated with with data loss during disconnection (in emergency situations) of the mains supply, cable breakage and failure of some devices.

Кроме того, объединение микропроцессорных технологий с технологиями беспроводной передачи данных позволяет выдавать команды исполняющим устройствам, удаленным на большие расстояния, в частности, запорным клапанам систем газоснабжения, вентиляции, выключателям электроснабжения и др.In addition, the combination of microprocessor technologies with wireless data transmission technologies allows issuing commands to executing devices that are remote over long distances, in particular, shut-off valves for gas supply systems, ventilation, power switches, etc.

Для расширения функциональных возможностей устройства и интегрирования его в охранные системы, глобальные информационные или измерительные сети оно может быть дополнительно оснащено беспроводными GSM/GPRS, Wi-Fi, Bluetooth и др. передатчиками и устройствами для передачи данным с использованием промышленных протоколов передачи данных RS 232, RS 485, CAN и др.To expand the functionality of the device and integrate it into security systems, global information or measurement networks, it can be additionally equipped with wireless GSM / GPRS, Wi-Fi, Bluetooth and other transmitters and devices for transmitting data using industrial RS 232 communication protocols, RS 485, CAN, etc.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1. Принципиальная электрическая схема микропроцессорного модуля для управления полупроводниковым газовым сенсором, работающим в режиме ШИМ.Figure 1. Schematic diagram of a microprocessor module for controlling a semiconductor gas sensor operating in PWM mode.

Фиг.2. Принципиальная электрическая схема беспроводного датчика с полупроводниковым сенсором.Figure 2. Schematic diagram of a wireless sensor with a semiconductor sensor.

Фиг.3. Принципиальная схема беспроводного датчика при проведении измерений с помощью термокаталитических сенсоровFigure 3. Schematic diagram of a wireless sensor when measuring using thermocatalytic sensors

Фиг.4. Внешний вид платы устройства.Figure 4. Appearance of the device board.

Фиг.5. Температура сенсоров и ток Iш в зависимости от времени нагреваFigure 5. Sensor temperature and current Ish depending on heating time

Фиг.6. Зависимости напряжения на диагонали моста (Uм):6. Voltage dependencies on the diagonal of the bridge (Um):

а) от времени нагрева и концентрации СН4 в воздухе: 0%, об., 0,25%, об. и 2%, об.;a) from the heating time and the concentration of CH 4 in air: 0%, vol., 0.25%, vol. and 2%, vol .;

б) от концентрации СН4 b) on the concentration of CH 4

Фиг.7. Принципиальная электрическая схема беспроводного газоанализатора с полупроводниковым сенсором и двумя термоэлектрическими сенсорами.7. Schematic diagram of a wireless gas analyzer with a semiconductor sensor and two thermoelectric sensors.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Пример. 1. Беспроводный датчик с полупроводниковым газовым сенсоромExample. 1. Wireless sensor with a semiconductor gas sensor

Устройство состоит из корпуса (размером 83×53×30 мм), размещенной в нем платы и батарейного отсека с тремя элементами типа АА. На плате размещен полупроводниковый газовый датчик с аналоговой измерительной схемой, микропроцессорный модуль, устройства подачи видео и аудио сигнализации, схема питания устройства, модуль беспроводной передачи и порты для программирования микропроцессора и модема. Модуль беспроводной передачи данных представляет собой модем стандарта ZigBee, использующий частотный канал 2,4 ГГц. Устройство имеет аппаратно-программный интерфейс для беспроводного обмена данными с диспетчерским пультом.The device consists of a case (83 × 53 × 30 mm in size), a board placed in it, and a battery compartment with three AA cells. The board contains a semiconductor gas sensor with an analog measuring circuit, a microprocessor module, video and audio signaling devices, a device power circuit, a wireless transmission module and ports for programming the microprocessor and modem. The wireless data transmission module is a ZigBee standard modem using a 2.4 GHz frequency channel. The device has a hardware-software interface for wireless data exchange with the dispatch console.

Микропроцессорный модуль управляет работой сенсоров и всего устройства по заложенному в него алгоритму. В том числе, он осуществляет первичную обработку данных, полученных от сенсоров, рассчитывает концентрацию контролируемого газа, сравнивает полученное значение со значениями предельно допустимых концентраций и, в случае превышения измеренного значения над предельно допустимым значением, отдает команду ZigBee-модему послать сигнал тревоги на пульт контроля, соответствующий степени опасности. В память микроконтроллера может быть заложено одно или несколько пороговых значений для каждого контролируемого газа или соответствующая функциональная зависимость.The microprocessor module controls the operation of the sensors and the entire device according to the algorithm laid down in it. In particular, it carries out primary processing of data received from sensors, calculates the concentration of the monitored gas, compares the obtained value with the values of the maximum permissible concentrations, and, in case the measured value exceeds the maximum permissible value, instructs the ZigBee modem to send an alarm to the control panel corresponding to the degree of danger. The memory of the microcontroller can contain one or several threshold values for each monitored gas or the corresponding functional dependence.

Устройство предназначено для детектирования метана (СH4) в атмосфере, а также работы в качестве предпожарного извещателя (в этом режиме осуществляется измерение СО и Н2). Сам сенсор представляет собой мембрану с микронагревателем и нанесенным на него полупроводниковым чувствительным слоем. Мощность, потребляемая сенсором в непрерывном режиме измерений ~60 мВт.The device is designed to detect methane (CH 4 ) in the atmosphere, as well as work as a pre-fire detector (in this mode, CO and H 2 are measured). The sensor itself is a membrane with a microheater and a semiconductor sensitive layer deposited on it. The power consumed by the sensor in continuous measurement mode is ~ 60 mW.

Устройство является двух пороговым. Первый предупреждающий сигнал передается на диспетчерский пульт при превышении концентрации метана 0.25%, об. второй - при превышении концентрации - 1%, об.The device is two threshold. The first warning signal is transmitted to the control panel when the methane concentration exceeds 0.25%, vol. the second - when the concentration is exceeded - 1%, vol.

Принципиальная электрическая схема беспроводного газоанализатора с полупроводниковым сенсором представлена на фиг.2.Schematic diagram of a wireless gas analyzer with a semiconductor sensor is presented in figure 2.

Принцип работы устройства состоит в том, что с периодом в 30 секунд с линии порта РС2 микроконтроллера Atmega168P на «затвор» транзистора VT1 поступают сигналы широтно-импульсной модуляции (ШИМ) длительностью 500 мс, в результате чего на чувствительный элемент сенсора подается напряжение длительностью 500 мс и амплитудой 3.3 В, который разогревает чувствительный элемент сенсора до температуры 450°С. Под воздействием газов различного состава изменяется проводимость чувствительного слоя полупроводникового сенсора. Данные об изменении проводимости этих слоев поступают на линии порта РСО и РС1, встроенного АЦП микроконтроллера DD1. Микроконтроллер DD1 осуществляет первичную обработку полученных данных и передает результат по линии RXD на модуль беспроводной передачи данных DD2 (ETRX2). Этот модуль передает данные на диспетчерский пульт. Так же предусмотрены непосредственные порты IDC6M и Х2 для программирования микроконтроллера DD1 и модуля беспроводной передачи данных DD2 соответственно. С помощью линии PD1 можно управлять питанием аналоговой части схемы (подавая соответствующий сигнал на «затвор» транзистора VT2), подавать или обесточивать питание операционного усилителя (ИС DA1) для уменьшения энергопотребления. Так же в конструкции беспроводного газоаналитического сенсорного модуля предусмотрены звуковые PZ1 и световые HL1-HL3 излучатели информации.The principle of the device’s operation is that with a period of 30 seconds, the pulse width modulation (PWM) signals of 500 ms duration are received from the Atmega168P microcontroller PC2 port line to the “gate” of the VT1 transistor, as a result of which a voltage of 500 ms is applied to the sensor element and an amplitude of 3.3 V, which heats the sensor element to a temperature of 450 ° C. Under the influence of gases of various compositions, the conductivity of the sensitive layer of the semiconductor sensor changes. Data on the changes in the conductivity of these layers are received on the port lines of the RSO and RS1, the built-in ADC of the microcontroller DD1. The microcontroller DD1 performs primary processing of the received data and transmits the result via the RXD line to the DD2 wireless data transmission module (ETRX2). This module transmits data to the control room. Direct ports IDC6M and X2 are also provided for programming the microcontroller DD1 and the wireless data transmission module DD2, respectively. Using the PD1 line, you can control the power supply of the analog part of the circuit (by supplying the corresponding signal to the “gate” of the transistor VT2), apply or de-energize the power of the operational amplifier (IC DA1) to reduce power consumption. Also, in the design of the wireless gas analytic sensor module, sound PZ1 and light HL1-HL3 information emitters are provided.

С целью энергосбережения измерения концентрации газов проводятся в периодическом режиме: режим измерения - режим ожидания - режим измерения. Продолжительность режима измерения определяется типом сенсора, а точнее, временем выхода сенсора на рабочий режим. Продолжительность режима ожидания определяется техническими требованиями. Типичными являются значения в интервале от 10 до 60 с.In order to save energy, gas concentration measurements are carried out in a periodic mode: measurement mode - standby mode - measurement mode. The duration of the measurement mode is determined by the type of sensor, or rather, the time the sensor goes to operating mode. The standby time is determined by the technical requirements. Typical values are in the range from 10 to 60 s.

При этом в режиме измерения включены все элементы устройства за исключением ZigBee модема. В режиме ожидания все элементы устройства находятся в режимах минимального энергопотребления. ZigBee модем находится в режиме минимального энергопотребления все время за исключением, когда с микроконтроллера приходит команда «послать данные» на диспетчерский пульт. В этот момент времени, модем входит в режим приема-передачи, устанавливает связь с диспетчерским пультом, передает пакет данных, дожидается подтверждения получения данных и возвращается в режим минимального энергопотребления.Moreover, in the measurement mode, all elements of the device are turned on except for the ZigBee modem. In standby mode, all elements of the device are in minimum power consumption modes. The ZigBee modem is in minimum power mode all the time except when the command “send data” to the dispatch console comes from the microcontroller. At this point in time, the modem enters the transmit-receive mode, establishes communication with the dispatching console, transmits a data packet, waits for confirmation of receipt of data, and returns to the minimum power consumption mode.

Данное устройство имеет автономное питание от трех батарей. Время автономной работы - 10-12 месяцев (при 1 измерении в минуту). Также возможно применение альтернативных источников электрической энергии, например, солнечных батарей, для увеличения времени работы датчика.This device is powered by three batteries. The battery life is 10-12 months (with 1 measurement per minute). It is also possible to use alternative sources of electrical energy, such as solar panels, to increase the operating time of the sensor.

Пример 2. Беспроводный датчик с полупроводниковым и двумя термокаталитическими газовыми сенсорами.Example 2. A wireless sensor with a semiconductor and two thermocatalytic gas sensors.

В отличие от примера 1, данное устройство дополнено двумя термокаталитическими сенсорами, включенными в мостовую измерительную схему, и имеет схемотехнические особенностиUnlike example 1, this device is supplemented by two thermocatalytic sensors included in the bridge measurement circuit, and has circuitry features

Устройство предназначено для выполнения тех же задач, что устройство в примере 1. При этом разные типы датчиков имеют разный отклик на одни и те же газы. Это позволяет более точно определить значение концентрации измеряемого газа.The device is designed to perform the same tasks as the device in example 1. Moreover, different types of sensors have different responses to the same gases. This allows you to more accurately determine the value of the concentration of the measured gas.

В отличие от примера 1, в данном устройстве используется микроконтроллер, который имеет цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который позволяет регулировать амплитуду подаваемого на микронагреватель напряжения (в отличие от режима подачи ШИМ, в котором регулировка прикладываемой мощности обеспечивается длительностью и скважностью следования импульсов). Это существенно расширяет возможность управления режимами нагрева сенсора и, соответственно, позволяет более точно определять концентрацию контролируемых газов. Кроме того, использование ЦАП значительно расширяет возможности устройства в целом, так как позволяет использовать в нем другие типы сенсоров, которые не могут работать в режиме ШИМ (электрохимические, оптические и др.). В остальном, принцип работы данного устройства аналогичен описанному в примере 1.Unlike example 1, this device uses a microcontroller that has a digital-to-analog converter (DAC), which allows you to adjust the amplitude of the voltage supplied to the microheater (in contrast to the PWM feed mode, in which the applied power is adjusted by the duration and duty cycle of the pulses) . This significantly expands the ability to control the heating modes of the sensor and, accordingly, allows more accurately determine the concentration of monitored gases. In addition, the use of the DAC significantly expands the capabilities of the device as a whole, as it allows the use of other types of sensors that cannot work in the PWM mode (electrochemical, optical, etc.). Otherwise, the principle of operation of this device is similar to that described in example 1.

Рассмотрим работу устройства в режиме проведения измерений термокаталитическими сенсорами. Функциональное назначение датчика в этом режиме измерений - работа в качестве двухпорогового беспроводного сигнализатора метана (CH4) в воздухе в диапазоне концентраций 0-50% НКПР (0-4,4%, об.). Первый порог срабатывания (предупреждение) лежит в диапазоне концентраций метана 0,25-1%, об., второй порог (тревога) - в диапазоне 1-2%, об.Consider the operation of the device in the measurement mode with thermocatalytic sensors. The functional purpose of the sensor in this measurement mode is to operate as a two-threshold wireless methane signaling device (CH 4 ) in air in the concentration range 0-50% LEL (0-4.4%, vol.). The first threshold (warning) lies in the range of methane concentrations of 0.25-1%, vol., The second threshold (alarm) is in the range of 1-2%, vol.

Основными элементами схемы (рис.3) являются: микроконвертер (МК) ADuC836, ZigBee-модем TG-ETRX2, операционный усилитель (ОУ) AD8532 и стабилизатор ADP3335.The main elements of the circuit (Fig. 3) are: ADuC836 micro-converter (MK), TG-ETRX2 ZigBee modem, AD8532 operational amplifier (op-amp) and ADP3335 stabilizer.

Измерительный сенсор RK1 вместе с компенсационным сенсором RK2 установлен в мостовую схему (R1-R2-RK1-RK2). В схему также установлен шунт R3 (С 1-4), номинал которого составляет 1 Ом. Сопротивление сенсоров RK1 и RK2 при комнатной температуре составляет 12 Ом. Номинал сопротивлений R1 и R2 - 1000 Ом.The measuring sensor RK1 together with the compensation sensor RK2 is installed in the bridge circuit (R1-R2-RK1-RK2). The shunt R3 (C 1-4) is also installed in the circuit, the nominal value of which is 1 Ohm. The resistance of the RK1 and RK2 sensors at room temperature is 12 ohms. The nominal resistance R1 and R2 is 1000 Ohms.

Измеряемыми параметрами являются: разность потенциалов измерительной диагонали моста (Uм) (входы AIN1 и AIN2) и напряжение на шунте R3 (Uш) (вход AIN5).The measured parameters are: the potential difference of the measuring diagonal of the bridge (Um) (inputs AIN1 and AIN2) and the voltage at the shunt R3 (Uш) (input AIN5).

Управление мостовой схемой осуществляется с помощью микроконвертера (МК) ADuC836. Данный микроконвертер был выбран исходя из того, что он имеет достаточное быстродействие и при этом обладает низким энергопотреблением в активном и спящем режимах (табл.1).The bridge circuit is controlled using the ADuC836 micro-converter (MK). This micro-converter was selected on the basis that it has sufficient speed and at the same time has low power consumption in active and sleep modes (Table 1).

Таблица 1.Table 1. Значения потребляемого тока основных элементов датчика в разных режимах работыThe current consumption of the main elements of the sensor in different operating modes Режим работы датчикаSensor Mode Потребляемый ток, не более мАCurrent consumption, no more than mA ADuC836ADuC836 TG-ETRX2TG-ETRX2 ADP3335ADP3335 Мостовая схемаBridge circuit РежимMode 2,32,3 0,010.01 1one 50-9050-90 РежимMode 2,32,3 4242 0.50.5 00 «Спящий»"Sleeping" 0,020.02 0,010.01 0,080.08 00

Работа беспроводного датчика оптимизирована с целью обеспечения минимального энергопотребления. Как видно из табл.1, основным потребителем мощности являются сенсоры. В непрерывном режиме работы, когда сенсоры все время нагреты до рабочей температуры, датчик может проработать от элементов типа АА не более 50 часов. Поэтому в работе был реализован и исследован периодический режим проведения измерений концентрации метана в воздухе. То есть в датчике реализованы три режима: - режим измерения данных, режим передачи данных и «спящий» режим (энергосбережения). Периодичность измерений определяется нормативными документами [ГОСТ Р 52136-2003. Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 1. Общие требования и методы испытаний] и, в частности, для контроля концентрации метана время установления показаний датчика в 50% значения от объемной доли метана при скачкообразном увеличении его концентрации должно составлять не более 20 с [ГОСТ Р 52137-2003. Газоанализаторы и сигнализаторы горючих газов и паров электрические. Часть 2. Требования к приборам группы I с верхним пределом измерений объемной доли метана в воздухе не более 5%]. Длительность измерения определяется временем выхода сенсоров на рабочий режим и обсуждается ниже.The operation of the wireless sensor is optimized to ensure minimum power consumption. As can be seen from table 1, the main consumer of power are sensors. In continuous operation, when the sensors are constantly heated to operating temperature, the sensor can work from elements of type AA for no more than 50 hours. Therefore, the periodic regime of measurements of methane concentration in air was realized and studied in the work. That is, the sensor implements three modes: - data measurement mode, data transfer mode and "sleep" mode (power saving). The frequency of measurements is determined by regulatory documents [GOST R 52136-2003. Gas analyzers and signaling devices for flammable gases and vapors, electric. Part 1. General requirements and test methods] and, in particular, for monitoring methane concentration, the time for establishing the sensor readings at 50% of the volume fraction of methane with an abrupt increase in its concentration should be no more than 20 s [GOST R 52137-2003. Gas analyzers and signaling devices for flammable gases and vapors, electric. Part 2. Requirements for devices of group I with an upper limit of measurements for the volume fraction of methane in air no more than 5%]. The duration of the measurement is determined by the time the sensors reach the operating mode and is discussed below.

Для управления работой токового буфера на базе ОУ AD8532 используется ключ на полевом транзисторе VT1, который подключен к линии Р2.0 ввода-вывода МК. В основном состоянии («спящий режим») этот ключ закрыт, ОУ отключен и ток через мостовую схему отсутствует.To control the operation of the current buffer on the basis of the ОУ AD8532, a key is used on the VT1 field-effect transistor, which is connected to the MK I / O line P2.0. In the ground state (“sleep mode”) this key is closed, the op-amp is turned off and there is no current through the bridge circuit.

Каждые 20 секунд при срабатывании прерывания от встроенного таймера включения МК переходит в активный режим работы, открывает ключ VT1, подает с выхода ЦАП на вход ОУ напряжение уровнем 2,8 В и производит измерения соответствующих параметров схемы. Выбор значения напряжения нагрева сенсоров равным 2,8 В обусловлен тем, что это значение напряжения является рабочим для сенсоров в случае непрерывного режима.Every 20 seconds, when an interrupt is triggered by the built-in on-timer, the MK switches to the active mode of operation, opens the VT1 key, supplies a voltage of 2.8 V from the output of the DAC to the input of the OA, and measures the corresponding circuit parameters. The choice of the sensor heating voltage value of 2.8 V is due to the fact that this voltage value is working for the sensors in the case of continuous operation.

Значение разности потенциалов моста (Uм) с помощью 16-ти разрядного АЦП микроконвертера преобразуется в эквивалентный цифровой код. Время преобразования составляет 10 мс. Поскольку АЦП служит только для проведения измерений, питание АЦП, так же как и питание аналоговой части схемы, программно выключается после окончания измерения.The value of the bridge potential difference (Um) is converted into an equivalent digital code using a 16-bit ADC microconverter. The conversion time is 10 ms. Since the ADC is used only for measurements, the power of the ADC, as well as the power of the analog part of the circuit, is programmatically turned off after the measurement.

Полученное значение разности потенциалов диагонали моста сравнивается с пороговыми значениями (для 0,25%, об. и 2%, об. СН4), хранящимися в памяти микроконвертера. Значения концентраций ниже опасного значения игнорируются и датчик переходит в режим энергосбережения. Если же был превышен один или оба порога, то МК посылает на радиомодем байт данных по асинхронному последовательному интерфейсу UART, тем самым переключая модем в активное состояние. Далее на модем посредством интерфейса UART отправляется пакет с информацией об измеренной концентрации. Модем транслирует эти данные на диспетчерский пульт, в качестве которого в нашем случае выступал компьютер с подключенным к нему ZigBee USB-модемом. В компьютере была установлена программа, отображающая измерительные датчики и концентрацию метана в воздухе. Дальность передачи данных внутри здания составляла 25-30 м.The obtained value of the potential difference of the diagonal of the bridge is compared with threshold values (for 0.25%, vol. And 2%, vol. CH4) stored in the micro-converter. Concentration values below the hazardous value are ignored and the sensor enters energy saving mode. If one or both thresholds has been exceeded, the MC sends to the radio modem bytes of data via the asynchronous serial UART interface, thereby switching the modem to the active state. Then, a packet with information about the measured concentration is sent to the modem via the UART interface. The modem transmits this data to the dispatch console, which in our case was a computer with a ZigBee USB modem connected to it. A program was installed in the computer that displayed measuring sensors and the concentration of methane in the air. The data transmission range inside the building was 25-30 m.

Питание датчика осуществляется от трех батарей типа АА напряжением 1,5 В и емкостью около 3000 мА·ч. Все элементы схемы согласованы по напряжению питания, которое составляет 3,3 В. Задание и поддержание данного напряжения обеспечивает стабилизатор ADP3335.The sensor is powered by three AA batteries with a voltage of 1.5 V and a capacity of about 3000 mAh. All elements of the circuit are matched by the supply voltage, which is 3.3 V. The ADP3335 stabilizer provides the setting and maintenance of this voltage.

Внешний вид устройства представлен на фиг.4.The appearance of the device is presented in figure 4.

На рис.5 представлена зависимость тока Iш (кривая 1), протекающего через шунт R3 (фактически это значение тока совпадает с током, протекающим через плечо моста, в котором расположены сенсоры), и зависимость температуры сенсоров от времени нагрева (кривая 2) при питающем напряжении 2,8. В. Видно, что время нагрева сенсоров до рабочей температуры 450°С, составляет порядка 0.9 с. Данное время можно считать временем выхода сенсоров на рабочий режим. Именно импульс напряжения с длительностью не менее 0,9 с необходимо подавать на мостовую схему, чтобы обеспечить проведение измерений.Figure 5 shows the dependence of the current Ish (curve 1) flowing through the shunt R3 (in fact, this current value coincides with the current flowing through the arm of the bridge in which the sensors are located), and the dependence of the temperature of the sensors on the heating time (curve 2) with the supply voltage of 2.8. B. It is seen that the time for heating the sensors to an operating temperature of 450 ° C is about 0.9 s. This time can be considered as the time the sensors entered the operating mode. It is a voltage pulse with a duration of at least 0.9 s that must be supplied to the bridge circuit to ensure that measurements are taken.

Ток, протекающий через сенсоры в рабочем режиме, составляет 52 мА. Соответственно, мощность, потребляемая каждым сенсором, составляла 73 мВт.The current flowing through the sensors in operating mode is 52 mA. Accordingly, the power consumed by each sensor was 73 mW.

На фиг.6 представлены экспериментальные зависимости Uм от времени нагрева сенсоров (фиг.6а) и зависимость Uм от концентрации метана (фиг.6б), измеренная через 0,9 с после подачи напряжения на мостовую схему, по которой можно определять концентрацию метана в воздухе.Figure 6 shows the experimental dependences of Um on the heating time of the sensors (Fig.6a) and the dependence of Um on the methane concentration (Fig.6b), measured 0.9 s after applying voltage to the bridge circuit, by which it is possible to determine the concentration of methane in air .

На основе полученных динамических параметров датчика можно оценить время его работы на автономном питании. Приняв время выхода сенсоров на рабочий режим равным 0,9 с, напряжение питания 2,8 В и рассчитав средний ток в процессе нагрева, который составляет ~60 мА, получим, что мощности трех батарей типа АА (запасенная мощность 13,5 Вт·ч) хватит на ~320 тыс. измерений (без учета потребления в «спящем режиме). При трех измерениях в минуту это соответствует ~74 дням. За это же время потребление в спящем режиме составит около 0,65 Вт·ч. Что составляет около 5% запасенной в батареях мощности.Based on the obtained dynamic parameters of the sensor, it is possible to estimate the time of its operation on autonomous power supply. Assuming the sensors have an operating time of 0.9 s, a supply voltage of 2.8 V and calculating the average current during heating, which is ~ 60 mA, we obtain that the capacities of three AA batteries are (stored power 13.5 Wh ) is enough for ~ 320 thousand measurements (excluding consumption in "sleep mode"). At three measurements per minute, this corresponds to ~ 74 days. During the same time, the consumption in sleep mode will be about 0.65 Wh. Which is about 5% of the battery capacity.

Дальнейшее увеличение времени работы беспроводного датчика возможно за счет замены трех батарей типа АА на 3 типа Д (имеющие запас 15000 мА·ч). Это приведет к увеличению времени работы до ~360 дней.A further increase in the operating time of the wireless sensor is possible by replacing three AA batteries with 3 D type batteries (having a reserve of 15,000 mAh). This will increase the working time to ~ 360 days.

Принципиальная электрическая схема беспроводного датчика с полупроводниковым сенсором и двумя термоэлектрическими сенсорами приведена на фиг.7.Schematic diagram of a wireless sensor with a semiconductor sensor and two thermoelectric sensors is shown in Fig.7.

Схема управления DD1 (ADuC836) осуществляет первичную обработку полученных данных и передает результат по линии RXD на модуль беспроводной передачи данных DD2 (TG-ETRX2). Разогрев чувствительного элемента сенсора до рабочей температуры осуществляется путем подачи импульсов ШИМ или с ЦАП микроконтроллера DD1 (линия DAC). Выбор способа нагрева (ШИМ или ЦАП) для полупроводникового и термокаталитического сенсоров осуществляется с помощью джампера JP2. На плате предусмотрен непосредственно порт XS2 для программирования микроконтроллера DD1 и модуля беспроводной передачи данных DD2 соответственно. Так же программирование модуля беспроводной передачи данных DD2 и микроконтроллера DD1 можно осуществить с диспетчерского пульта. С помощью линии PD1 можно управлять питанием аналоговой части схемы (подавая соответствующий сигнал на «затвор» транзистора VT2), подавать или обесточивать питание операционного усилителя (ИС DA1) для уменьшения энергопотребления. В конструкции беспроводного газоаналитического сенсорного модуля предусмотрена звуковая PZ1 и световая HL1 и HL2 сигнализация.The control circuit DD1 (ADuC836) performs the initial processing of the received data and transmits the result via the RXD line to the wireless data transmission module DD2 (TG-ETRX2). Warming up the sensor element to the operating temperature is carried out by applying PWM pulses or from the DAC of the DD1 microcontroller (DAC line). The choice of heating method (PWM or DAC) for semiconductor and thermocatalytic sensors is carried out using a jumper JP2. The board directly provides the XS2 port for programming the microcontroller DD1 and the wireless data transmission module DD2, respectively. Also, programming of the DD2 wireless data transmission module and the DD1 microcontroller can be carried out from the control panel. Using the PD1 line, you can control the power supply of the analog part of the circuit (by supplying the corresponding signal to the “gate” of the transistor VT2), apply or de-energize the power of the operational amplifier (IC DA1) to reduce power consumption. The design of the wireless gas analytic sensor module provides sound PZ1 and light HL1 and HL2 signaling.

Claims (24)

1. Устройство для измерения состава газовой среды, содержащее газовые датчики, аналоговую измерительную часть, микропроцессорный модуль для управления режимами работы сенсоров, первичной обработки данных измерений и их хранения, а также схему питания сенсора и устройства в целом, отличающееся тем, что в состав электронной схемы устройства интегрирован программно-аппаратный интерфейс для передачи данных и команд по беспроводным сетям, а алгоритм проведении измерений и передачи данных оптимизирован с целью автономной работы устройства без замены элементов питания в течение межповерочного (межкалибровочного) интервала.1. A device for measuring the composition of the gas medium containing gas sensors, an analog measuring part, a microprocessor module for controlling the operating modes of the sensors, primary processing of the measurement data and their storage, as well as the power supply circuit of the sensor and the device as a whole, characterized in that it is composed of electronic device circuitry, an integrated hardware-software interface for transmitting data and commands over wireless networks, and the algorithm for measuring and transmitting data is optimized for the autonomous operation of the device without replacing batteries during recalibration (mezhkalibrovochnogo) interval. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для передачи данных используется ZigBee-модем.2. The device according to claim 1, characterized in that a ZigBee modem is used for data transmission. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ZigBee-модем совместим с другими стандартами передачи данных WPAN, SRD, ISM и др.3. The device according to claim 1, characterized in that the ZigBee modem is compatible with other data transfer standards WPAN, SRD, ISM, etc. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передача данных осуществляется с передатчика, выполненного на одном кристалле с микропроцессором (микроконтроллером).4. The device according to claim 1, characterized in that the data is transmitted from a transmitter made on the same chip with a microprocessor (microcontroller). 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектируются CH4, СО, Н2 или их смеси в том числе и в присутствии посторонних компонентов.5. The device according to claim 1, characterized in that CH 4 , CO, H 2 or mixtures thereof are detected, including in the presence of extraneous components. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство способно транслировать через себя команды, передаваемые на диспетчерский пульт от других устройств.6. The device according to claim 1, characterized in that the device is capable of transmitting through itself the commands transmitted to the dispatch console from other devices. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управление режимами сенсоров и устройства в целом осуществляется с диспетчерского пульта путем передачи команд по радиоканалу.7. The device according to claim 1, characterized in that the control modes of the sensors and the device as a whole is carried out from the control panel by transmitting commands over the air. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство имеет автономное питание от аккумуляторов, химических элементов, топливных элементов, солнечных батарей, конденсаторов, пьезоэлектрических преобразователей и др. или их комбинации.8. The device according to claim 1, characterized in that the device is self-powered from batteries, chemical elements, fuel cells, solar panels, capacitors, piezoelectric transducers, etc., or a combination thereof. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве газовых датчиков используются полупроводниковые, термокаталитические, кондуктометрические, электрохимические, оптические датчики или их комбинация.9. The device according to claim 1, characterized in that semiconductor, thermocatalytic, conductometric, electrochemical, optical sensors or a combination thereof are used as gas sensors. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем, с целью энергосбережения, реализован импульсный (периодический) режим измерения концентрации газов.10. The device according to claim 1, characterized in that it, in order to save energy, implements a pulse (periodic) mode of measuring gas concentration. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для нагрева до рабочей температуры полупроводниковых и термокаталитических сенсоров используется постоянное напряжение, формируемое цифроаналоговым преобразователем (ЦАП).11. The device according to claim 1, characterized in that a constant voltage generated by a digital-to-analog converter (DAC) is used to heat the semiconductor and thermocatalytic sensors to the operating temperature. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для нагрева до рабочей температуры полупроводниковых и термокаталитических сенсоров используется широтно-импульсная модуляция.12. The device according to claim 1, characterized in that pulse-width modulation is used to heat semiconductor and thermocatalytic sensors to operating temperatures. 13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет звуковую и световую сигнализацию о превышении установленных концентраций, вибросигнал, а также возможность отображения данных на дисплее устройства.13. The device according to claim 1, characterized in that it has sound and light alarms when the set concentrations are exceeded, a vibration signal, as well as the ability to display data on the display of the device. 14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью энергосбережения, данные в диспетчерский пульт (пункт сбора данных) передаются по радиоканалу в импульсном режиме: передача данных - режим ожидания - передача данных.14. The device according to claim 1, characterized in that, in order to save energy, data is transmitted to the control panel (data collection point) over the air in a pulsed mode: data transfer - standby mode - data transfer. 15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен во взрывозащищенном исполнении (в частности, с маркировкой «РОИаС).15. The device according to claim 1, characterized in that the housing of the device is made in explosion-proof execution (in particular, with the marking "ROIaS). 16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеется возможность определения местоположения устройства в известном трехмерном объеме.16. The device according to claim 1, characterized in that it is possible to determine the location of the device in a known three-dimensional volume. 17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство кроме измерения концентрации газов осуществляет мониторинг и других параметров: температуры, влажности, давления и др.17. The device according to claim 1, characterized in that the device, in addition to measuring the concentration of gases, monitors other parameters: temperature, humidity, pressure, etc. 18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем имеется возможность подключения к уже существующим системам безопасности.18. The device according to claim 1, characterized in that it has the ability to connect to existing security systems. 19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем имеется возможность подавать команды управления внешними исполнительными устройствами (клапанами).19. The device according to claim 1, characterized in that it has the ability to issue control commands to external actuators (valves). 20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем имеется дополнительная возможность передавать данные в сети стандарта сотовой связи.20. The device according to claim 1, characterized in that it has the additional ability to transmit data in a cellular network standard. 21. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем имеется дополнительная возможность передавать данные в Интернет.21. The device according to claim 1, characterized in that it has the additional ability to transfer data to the Internet. 22. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем имеется дополнительная возможность передавать данные с использованием промышленных протоколов передачи данных RS 232, RS 485, CAN и др.22. The device according to claim 1, characterized in that it has the additional ability to transmit data using industrial data transfer protocols RS 232, RS 485, CAN, etc. 23. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет дополнительную возможность питания или зарядки аккумуляторов от электрической сети.23. The device according to claim 1, characterized in that it has the additional ability to power or charge the batteries from the mains. 24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет приспособления для крепления к стене.
Figure 00000001
24. The device according to claim 1, characterized in that it has devices for attaching to the wall.
Figure 00000001
RU2010111874/22U 2010-03-30 2010-03-30 WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY RU95849U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010111874/22U RU95849U1 (en) 2010-03-30 2010-03-30 WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010111874/22U RU95849U1 (en) 2010-03-30 2010-03-30 WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU95849U1 true RU95849U1 (en) 2010-07-10

Family

ID=42685211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010111874/22U RU95849U1 (en) 2010-03-30 2010-03-30 WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU95849U1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457875C1 (en) * 2011-02-04 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СервисСофт Инжиниринг" Method of automatic identification of location of forest fire
WO2012170772A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Mount Everest Technologies, Llc Universal valve control system and method
RU2487416C1 (en) * 2011-10-31 2013-07-10 Сергей Иванович Бурдюгов Adaptive method of fire alarm
RU2596953C1 (en) * 2015-08-10 2016-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные химические технологии" Pre-fire situation warning system
RU2614513C2 (en) * 2010-09-23 2017-03-28 Роберт Бош Гмбх Battery compartment with communication interface as well as measurement instrument device with said battery compartment
RU2626040C2 (en) * 2011-12-05 2017-07-21 Гассекьюе Ас Gas sensors
RU173785U1 (en) * 2016-11-10 2017-09-11 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Беспроводные и измерительные технологии" Gas detector
RU2766265C2 (en) * 2020-06-23 2022-02-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Method for building a sensor network for recording vibration signals

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614513C2 (en) * 2010-09-23 2017-03-28 Роберт Бош Гмбх Battery compartment with communication interface as well as measurement instrument device with said battery compartment
RU2457875C1 (en) * 2011-02-04 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "СервисСофт Инжиниринг" Method of automatic identification of location of forest fire
WO2012170772A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Mount Everest Technologies, Llc Universal valve control system and method
RU2487416C1 (en) * 2011-10-31 2013-07-10 Сергей Иванович Бурдюгов Adaptive method of fire alarm
RU2626040C2 (en) * 2011-12-05 2017-07-21 Гассекьюе Ас Gas sensors
RU2596953C1 (en) * 2015-08-10 2016-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные химические технологии" Pre-fire situation warning system
RU173785U1 (en) * 2016-11-10 2017-09-11 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Беспроводные и измерительные технологии" Gas detector
RU2766265C2 (en) * 2020-06-23 2022-02-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» Method for building a sensor network for recording vibration signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU95849U1 (en) WIRELESS GAS SENSOR WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY
Somov et al. Development of wireless sensor network for combustible gas monitoring
CN205581074U (en) Intelligence air quality monitoring device
US9030329B2 (en) Smart methane monitor
CN202257226U (en) Intelligent building energy consumption management and remote monitoring system
US20140058690A1 (en) Method and device for remotely sensing and monitoring physical quantities with low power ad hoc network
Dohare et al. Design of surveillance and safety system for underground coal mines based on low power WSN
CN103399555B (en) Flammable, toxic gas wireless intelligent monitoring system
Jain et al. Wireless gas sensor network for detection and monitoring of harmful gases in utility areas and industries
Dange et al. Design of monitoring system for coal mine safety based on MSP430
CN104332042A (en) Arduino-based wireless sensor network island parameter monitoring system
WO2015140981A1 (en) Carbon dioxide above-ground-leakage monitoring system
Rajalakshmi et al. Toxic environment monitoring using sensors based on arduino
CN209961749U (en) Indoor harmful gas monitoring system based on ZigBee
Gajbhiye et al. A survey on weather monitoring system in agriculture zone using Zigbee
Menon et al. Power optimization strategies for wireless sensor networks in coal mines
KR20130085174A (en) Harmfulness gas transmitting apparatus
CN101848556A (en) Wireless sensor network constructing system in certain environment
CN209167251U (en) Portable methane gas monitoring device and gas monitoring system
Menon et al. Energy efficient clustering protocol for early warning system for miner's safety in coal mines
CN202795662U (en) Gas alarm
KR20090111462A (en) Environment monitoring system and method thereof
CN206773904U (en) A kind of general detector base based on wireless internet of things communication
KR101885865B1 (en) Monitoring and controlling system of remote facility
Aniedu et al. Real-time wildfire monitoring and alert system using GSM technology

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140331