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无线传感器网络气体监测系统的研究与设计
资料介绍
干旱地区的煤田自燃危害严重:损失宝贵煤炭资源的同时,还产生大量有害气体。对煤田自燃易发区域进行有效的实时空气监测,再根据监测结果及时启动控制预案,可显著降低自燃事件造成的经济损失和环境污染。
本课题以”煤炭能源领域的环境保护”合作项目为背景,通过实验室对煤田自燃时的环境模拟,根据远程监测的应用特性,把无线传感器网络(WSN)技术应用到煤田自燃区空气环境监测中,提出一种无线传感器网络有害气体监测系统的设计方案。
本方案以无线产品软件开发板S14432-DK-470M为开发平台,研制出一种无线传感器网络(WSN)一氧化碳(CO)传感器监测节点。该装置以超低功耗片上系统型微处理器C8051F930为控制器,采用CO金属氧化物(MOX)半导体传感器TGS2442,依据在加热条件下MOX和CO发生氧化还原反应时电导率随气体浓度变化的气体检测原理,感知现场CO浓度;由数据采集模块对传感器采集的CO信号进行放大和二阶滤波预处理,并由数据处理模块进行模数转换和数字滤波处理;处理后的CO浓度数据通过支持IEEE802.15.4协议的高性能无线射频芯片Si4432发射到无线传感器网络的汇聚节点。此后,汇聚节点的GPRS模块以公网CMNET方式接入移动网络,将汇聚来的气体参数远程传输到移动网络上;远程监控中心以动态IP地址的Internet方式接入移动网络与移动网关建立连接,完成对监测数据的收集。
这其中,将低功耗混合信号片上系统型单片机C8051F930和高穿透性低功耗多频段的EZRadioPRO系列无线收发芯片Si4432相结合的无线传感器网络节点设计,应用于气体的远程监测及其类似领域,具有创新性;另外,提出的无线传感器网络气体监测系统组网设计方案,由大规模气体传感器组成的无线传感器网络采用蜂窝式网状拓扑结构,较其他网络拓扑结构覆盖面积更广、可靠性和稳定性更高、自组织自愈能力更强;同时利用现成的移动通信技术和Internet技术条件,高效实现远程数据传输,以上网络体系结构的设计思路与方案,是本系统结构的主要特征。
在系统实现阶段,对一氧化碳远程监测节点的现场CO浓度采集环节和近距离无线数据传输环节进行实验室环境下的功能测试,测试结果符合预期。这项...
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| 文件名 | 大小 |
| 无线传感器网络气体监测系统的研究与设计.pdf | 8M |
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