基于zigbee网络技术的气体无线传感器软硬件设计

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石化行业装备庞大、设备复杂、生产任务重、现有安全生产信息手段落后,管理难度大,由于其生产物料的特殊性,一旦发生泄露事故危害性极大。发生事故后,采用信息化的手段利用一种可靠的稳定的传输方式来对事故现场监控系统信息进行实时监控,有效的提高泄露气体信息的实时、准确采集,已迫在眉睫、势在必行,同时也是提高行业管理水平和事故救援的有效途径。本论文对气体无线传感器节点进行了研究,设计了基于Zigbee技术的气体采集无线传输电路模块。主要研究内容及工作成果如下:(1)归纳总结了气体传感器的原理、类型及适用场合,常见信号放大电路的类型及运放芯片使用时应注意的主要参数指标,无线发射技术及常用射频芯片等内容,为气体检测电路的设计奠定了坚实的理论基础。(2)对气体无线传感器的硬件电路部分进行了设计,主要进行了传感器电路模块、测量电路模块、控制及传输模块、电源模块等的设计。该硬件电路具备较高精度、较大范围、普适性强的气体浓度采集能力。(3)在完成传感器电路硬件设计的基础上,进行了AD转换模块、无线传输模块、UART传输模块、上电延时模块等程序功能的编写。并对Zigbee的软件操作系统流程和Z-Stack协议栈进行了介绍,完成了各功能模块的融合。完成了信号的转换、无线发射以及与上位机通信的功能。(4)对硬件电路和软件程序进行了调试,总结了电路调试中出现的问题及注意事项,实际测试了电路使用情况并得出了相关实验数据,达到了预期效果。
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