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基于ARM7微处理器的智能型甲烷检测器及其低功耗设计
资料介绍
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（完整内容请下载后查看）基于 ARM7 微处理器的智能型甲烷检测器及其低功
耗设计
部凡，夏继强，满庆丰
北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京（100083）
E-mail：
摘
要：本文介绍了一种以 AT91M55800 ARM 为核心构成的高精度、低功耗、智能型甲
烷检测器。在设计中，作者将低功耗的一些设计思想和手段应用于其中，经实验证明，
通过低功耗设计，甲烷检测器功耗大大降低，大约仅为设计前的三分之一。
关键词：ARM7；甲烷检测器；低功耗设计
中图分类号：TP216
1. 引言
当前，煤炭工业正在向工业化和自动化方向高速发展，而安全问题始终是煤炭工业发
展的一个急待解决的问题。据统计，目前我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井
数的 46%，每年因瓦斯爆炸造成的死亡人数在 2000 人以上，近 15 年我国因瓦斯事故造
成的直接经济损失超过 500 亿元。
矿用甲烷检测器主要用于媒矿井下巷道、采掘工作面等地方甲烷浓度的测量，它的使
用对确保矿井的生产安全，防止瓦斯爆炸事故的发生有十分重要的意义。但是，当前的
甲烷传感器普遍存在着功耗较大、功能单一、精度不高的缺点，而且很多仍采用模拟电
路技术，造成系统的抗干扰能力和智能化程度都很低[1]。因此，研究开发高可靠性、高精
度、低功耗的新型甲烷检测器具有很大的实际应该价值，对促进煤炭行业的安全生产也
有很重要的意义。
本文作者在借鉴了以往设计经验的基础上，开发了一款基于 AT91 ARM 核微处理器
的新型甲烷检测器，在设计过程中，作者将一些嵌入式系统低功耗设计思想应用于其中，
从而大大降低了系统的功耗。
2. 新型甲烷检测器功能分析
本文设计的新型甲烷检测器相比于早期产品，主要有以下新特点 ：
（1）网络化
本文设计的甲烷检测器设计是整个测量系统的一个节点，多个节点连接到一个中心站
上，每个测量节点通过地址不同来区分。检测器可将测量值送到中心站，当甲烷浓度超
限时，可通过中心站发出控制指令，实现异地控制功能。
（2）智能化
检测器采用红外遥控器控制，用户可以通过红外遥控器对其进行设置或变更地址、报
警限、校验气体浓度值等。
为了防止非专业人员的误操作，用户可以根据自己的需要设置密码，每次进入系统
修改参数前都需要输入密码。
（3）两级报警
检测器具有就地报警和控制功能输出，可根据不同的地点，设定不同的两级报警限，
如果甲烷浓度超过第一级报警限值，检测器会发出声光报警，如果超过第二级报警限值
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