CN102540984A - 基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，包括可燃气体监测器、监测控制中心和用于实现可燃气体监测器与监测控制中心间数据双向传输的无线传感器网络；可燃气体监测器包括处理器和供电电源，处理器的输入端接信号调理模块和触摸屏，信号调理模块的输入端接催化燃烧式可燃气体传感器，处理器的输出端接声光报警模块和液晶显示屏，信号调理模块包括信号放大模块、滤波电路和A/D转换电路；监测控制中心为一台计算机；无线传感器网络由Zigbee协调器模块和一个或多个Zigbee节点模块构成。本发明结构简单，设计合理，集中控制，所带节点多，抗干扰性强、可靠性高，显示直观、观察方便，智能化程度高，使用效果好，便于推广使用。

Description

基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统

技术领域

本发明属于可燃气体监测技术领域，尤其是涉及一种基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统。

背景技术

近年来，全国燃气行业发展迅猛，液化气、天然气、煤制气等燃气作为清洁能源已在工商业中得到广泛应用。作为一种新型能源，它的普及与应用无疑对改善城市的环境质量发挥了巨大的作用。但是随着它的广泛应用，这些气体使用不当或泄露，就会有害身体健康、易爆炸，隐患事故多，如气体泄露时不能及时发现和处理，会给社会及居民带来灾难性危害，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。针对广泛应用燃气的石油、化工、煤炭、冶金、燃气、焦化等行业，任何生产、储蓄、使用易燃易爆的场所，就急需一种能够全天候、多方位的监测报警系统，以保证人身、生产及财产的安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其结构简单，设计合理，集中控制，所带节点多，抗干扰性强、可靠性高，显示直观、观察方便，智能化程度高，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：包括可燃气体监测器、监测控制中心和用于实现可燃气体监测器与监测控制中心间数据双向传输的无线传感器网络，所述可燃气体监测器为一个或多个；所述可燃气体监测器包括处理器和供电电源，所述处理器的输入端接信号调理模块和对可燃气体浓度超标报警阈值进行设置的触摸屏，所述信号调理模块的输入端接对可燃气体浓度进行检测的催化燃烧式可燃气体传感器，所述处理器的输出端接声光报警模块和液晶显示屏，所述处理器为接收信号调理模块所调理后的气体浓度信号和触摸屏所输入的可燃气体浓度超标报警阈值信号并经过分析处理后输出相应的控制信号给声光报警模块和液晶显示屏的单片机，所述信号调理模块由依次相接的信号放大模块、滤波电路和A/D转换电路构成，所述A/D转换电路集成在处理器中，所述触摸屏贴在液晶显示屏上；所述监测控制中心为一台预装有可燃气体多点在线监测软件且能实时地对一个或多个可燃气体监测器的工作进行监控的计算机；所述无线传感器网络由通过USB接口与计算机相接的Zigbee协调器模块和一个或多个与可燃气体监测器相接的Zigbee节点模块构成。

上述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：所述单片机为芯片MSP430F169。

上述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：所述供电电源由一块输出电压为6V的锂电池和与锂电池输出端相接的电压转换电路构成。

上述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：所述催化燃烧式可燃气体传感器为FIGAR0品牌的催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812。

上述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：Zigbee协调器模块和Zigbee节点模块均由芯片CC2450构成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单，设计合理：本发明由可燃气体监测器、监测控制中心和用于实现可燃气体监测器与监测控制中心间数据双向传输的无线传感器网络构成，结构简单且设计合理。

2、集中控制，所带节点多：本发明监测控制中心可以对多个可燃气体监测器进行监测，集中控制，控制方便，采用无线通信方式，无需布线，且采用Zigbee无线通信方式，所带节点多。

3、抗干扰性强、可靠性高：本发明设计实现了信号调理模块，提高了系统的抗干扰性能，可靠性高。

4、显示直观、观察方便：本发明采用液晶显示屏显示可燃气体浓度信号，显示直观，观察方便。

5、使用效果好，便于推广使用：本发明能够实现对可燃气体全天候、多方位的监测报警，能够广泛应用于燃气的石油、化工、煤炭、冶金、燃气、焦化等行业，任何生产、储蓄、使用易燃易爆的场所。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

附图标记说明：

1-可燃气体监测器；  1-1-处理器；        1-2-供电电源；

1-21-锂电池；       1-22-电压转换电路； 1-3-信号调理模块；

1-31-信号放大模块； 1-32-滤波电路；     1-33-A/D转换电路；

1-4-触摸屏；        1-5-催化燃烧式可燃  1-6-声光报警模块；

气体传感器；

1-7-液晶显示屏；    2-无线传感器网络；  2-1-Zigbee协调器模块；

2-2-Zigbee节点模块；3-监测控制中心。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括可燃气体监测器1、监测控制中心3和用于实现可燃气体监测器1与监测控制中心3间数据双向传输的无线传感器网络2，所述可燃气体监测器1为一个或多个；所述可燃气体监测器1包括处理器1-1和供电电源1-2，所述处理器1-1的输入端接信号调理模块1-3和对可燃气体浓度超标报警阈值进行设置的触摸屏1-4，所述信号调理模块1-3的输入端接对可燃气体浓度进行检测的催化燃烧式可燃气体传感器1-5，所述处理器1-1的输出端接声光报警模块1-6和液晶显示屏1-7，所述处理器1-1为接收信号调理模块1-3所调理后的气体浓度信号和触摸屏1-4所输入的可燃气体浓度超标报警阈值信号并经过分析处理后输出相应的控制信号给声光报警模块1-6和液晶显示屏1-7的单片机，所述信号调理模块1-3由依次相接的信号放大模块1-31、滤波电路1-32和A/D转换电路1-33构成，所述A/D转换电路1-33集成在处理器1-1中，所述触摸屏1-4贴在液晶显示屏1-7上；所述监测控制中心3为一台预装有可燃气体多点在线监测软件且能实时地对一个或多个可燃气体监测器1的工作进行监控的计算机；所述无线传感器网络2由通过USB接口与计算机相接的Zigbee协调器模块2-1和一个或多个与可燃气体监测器1相接的Zigbee节点模块2-2构成。

如图1所示，本实施例中，所述单片机为芯片MSP430F169。所述供电电源1-2由一块输出电压为6V的锂电池1-21和与锂电池1-21输出端相接的电压转换电路1-22构成。所述催化燃烧式可燃气体传感器1-5为FIGAR0品牌的催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812，这款传感器具有高精度、良好的稳定性，快速响应，线性输出等特点；且除氢气外，还可检测甲烷和液化石油气体等，这使得它成为漏气检测的理想产品。Zigbee协调器模块2-1和Zigbee节点模块2-2均由芯片CC2450构成。

本发明的工作原理及工作过程是：将可燃气体监测器1布设在需要对可燃气体进行监测的场所，通过触摸屏1-4对可燃气体浓度超标报警阈值进行设置，报警阈值将存储在处理器1-1中，催化燃烧式可燃气体传感器1-5对现场可燃气体浓度进行检测，并将检测到的信号输出给信号调理模块1-3进行放大、滤波和A/D转换的处理后输出给处理器1-1，处理器1-1接收信号调理模块1-3所调理后的气体浓度信号并与存储在其中的可燃气体浓度超标报警阈值进行比较，如果气体浓度信号超过了报警阈值，就输出报警控制信号给声光报警模块1-6，声光报警模块1-6发出报警信号警告工作人员，液晶显示屏1-7上实时显示监测点的可燃气体浓度信号。同时，该监测点的报警信号和气体浓度信号将通过无线传感器网络2上传到监测控制中心3，以便监测控制中心进行记录并采取相应措施救援。

综上所述，本发明能够实现对可燃气体全天候、多方位的监测报警，能够广泛应用于燃气的石油、化工、煤炭、冶金、燃气、焦化等行业，任何生产、储蓄、使用易燃易爆的场所。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：包括可燃气体监测器(1)、监测控制中心(3)和用于实现可燃气体监测器(1)与监测控制中心(3)间数据双向传输的无线传感器网络(2)，所述可燃气体监测器(1)为一个或多个；所述可燃气体监测器(1)包括处理器(1-1)和供电电源(1-2)，所述处理器(1-1)的输入端接信号调理模块(1-3)和对可燃气体浓度超标报警阈值进行设置的触摸屏(1-4)，所述信号调理模块(1-3)的输入端接对可燃气体浓度进行检测的催化燃烧式可燃气体传感器(1-5)，所述处理器(1-1)的输出端接声光报警模块(1-6)和液晶显示屏(1-7)，所述处理器(1-1)为接收信号调理模块(1-3)所调理后的气体浓度信号和触摸屏(1-4)所输入的可燃气体浓度超标报警阈值信号并经过分析处理后输出相应的控制信号给声光报警模块(1-6)和液晶显示屏(1-7)的单片机，所述信号调理模块(1-3)由依次相接的信号放大模块(1-31)、滤波电路(1-32)和A/D转换电路(1-33)构成，所述A/D转换电路(1-33)集成在处理器(1-1)中，所述触摸屏(1-4)贴在液晶显示屏(1-7)上；所述监测控制中心(3)为一台预装有可燃气体多点在线监测软件且能实时地对一个或多个可燃气体监测器(1)的工作进行监控的计算机；所述无线传感器网络(2)由通过USB接口与计算机相接的Zigbee协调器模块(2-1)和一个或多个与可燃气体监测器(1)相接的Zigbee节点模块(2-2)构成。

2.按照权利要求1所述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：所述单片机为芯片MSP430F169。

3.按照权利要求1所述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：所述供电电源(1-2)由一块输出电压为6V的锂电池(1-21)和与锂电池(1-21)输出端相接的电压转换电路(1-22)构成。

4.按照权利要求1所述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：所述催化燃烧式可燃气体传感器(1-5)为FIGARO品牌的催化燃烧式可燃气体传感器TGS6812。

5.按照权利要求1所述的基于无线传感器网络的可燃气体多点在线监测系统，其特征在于：Zigbee协调器模块(2-1)和Zigbee节点模块(2-2)均由芯片CC2450构成。

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