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基于ZigBee的甲烷监测系统设计
资料介绍
近年来煤矿的安全生产问题频繁发生，煤矿瓦斯安全事故需防范重视。煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，现有的甲烷安全监测系统大多采用有线连接方式，测量距离的局限性很大。矿井设备向下深入推进作业时会发生位置变化，而有线网络无法及时跟进易造成监测盲区。将无线通信技术嵌入到现有有线甲烷监测网络中，即可构建一个信息传递更全面的井下甲烷监测系统，改善瓦斯监测领域中存在的问题。
本文通过对甲烷检测技术和无线通信技术的梳理总结，选择催化燃烧式传感器、ZigBee无线技术解决方案。系统结构包括传感器节点、路由器、网络协调器三个部分。传感器节点采用高效脉宽调制甲烷检测方法，通过传感器及其前端电路将环境中的甲烷浓度信息转换为模拟信号送给单片机，由无线通信电路读取单片机的输出信息并以ZigBee无线传输的方式与路由器建立连接;路由器主要功用为拓展传输路由距离，连接终端传感器监测节点。网络协调器负责ZigBee传感器组网，设置网络参数，显示监测节点浓度值。系统中的无线通信电路采用TI公司的CC2530无线芯片，节点采用间歇式工作方式来节省电能，满足了安全性和实用性的需要。
通过对样机进行系统测试，测试结果表明本系统的参数性能满足国家对煤矿安全监测系统的要求，其可减少矿井实际生产中安全事故的发生。
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