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智能无线瓦斯传感器的研制

更新时间：2020-03-15 12:45:20 大小：2M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：瓦斯传感器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

瓦斯爆炸是造成煤矿安全事故的重大因素之一，给国家和人们生命财产造成了重大损失。因此对瓦斯进行实时检测在煤矿安全生产系统中显得非常重要，而要实现瓦斯的连续动态检测，智能化、无线化的瓦斯传感器是必不可缺少的条件。载体催化瓦斯传感器以其灵敏度高、测量范围大、频率响应范围宽、体积小等优点，广泛应用于煤矿的瓦斯浓度检测系统。但也存在着“零漂”和受温度影响非线性误差比较大的缺点，从而影响了传感器的测量精度。改进型BP神经网络具有良好的非线性逼近能力，广泛应用于传感器的非线性校正；ZigBee是一种低复杂度、低功耗、低成本、低数据速率、短距离双向无线通信技术，可以实现传感器数据的无线传输。本文的基本出发点就是利用现有瓦斯传感器，综合计算机处理技术、ZigBee无线通信技术，提高传感器工作稳定性，拓展其功能，并赋予了其智能化特性。本文的工作主要集中在以下几个方面：基于对瓦斯传感器检测原理的研究，采用载体催化传感器作为智能无线传感器的传感单元。针对载体催化瓦斯传感器的“零漂”和非线性，利用单片机进行“零漂”的智能校正，采用改进型BP神经网络对传感器进行非线性校正，并在此基础上对BP算法进行了改进。研究了改进型BP神经网络的计算规则和过程误差反向传播算法，总结出具体的算法步骤，并根据算法步骤画出程序流程图。设计了一个输入层、一个隐含层、一个输出层的改进型。BP神经网络，在计算机上通过对测量数据的仿真试验，该方法达到了预期的校正效果，并给出了测量数据非线性校正的仿真结果。通过对ZigBee、蓝牙、WiFi等无线通信技术的比较，采用ZigBee技术作为智能传感器的通信方式，深入探讨了该技术的优势，在此基础上对Freescale单片机MC9S08GT60和射频芯片MC13193的功能结构和工作原理进行了研究，并且以它们为基础，设计了ZigBee模块，完成了智能传感器无线通信平台的硬件搭建。然后对传感器信号调理电路以及瓦斯传感器与ZigBee模块的接口进行了设计，实现了智能无线瓦斯传感器，并对传感器工作模式进行了低功耗设计。给出了智能无线瓦斯传感器的整体硬件结构框图，软件方面设计了整体流程和两个传感器之间的通信流程。综合了瓦斯传感器非线性校正的仿真结果，以表格...