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氢气是一种可再生清洁能源,具有燃烧效率高、可燃范围广且产物无污染等优点,已在化工、航天、军事等领域得到了广泛的应用。然而,氢气是一种易燃易爆的危险气体,为保证产氢、用氢领域的人员生命和财产安全,研制安全可靠的氢气传感网络和在线监控系统对环境中氢气的含量进行实时监控显得尤为重要。本文利用实验室自主研制的半导体氢敏元件,以基于Cortex-M3内核的32位低功耗微控制器STM32F103为主控芯片,采用WiFi终端为客户端,利用路由器组网并以上位机做服务器,设计了传感器工作电路、电源稳压电路、IIC与串口通信电路,结合Labview软件平台开发可视化控制和测量结果显示界面,组建了一套包含数据采集与显示、泄漏报警等多功能的多节点氢气泄漏无线监测系统。所得的主要结果如下:1、搭建了可用于多传感器同步测试的氢敏元件测试系统,设计并组装了 16路氢敏测试电路,并基于Labview完成了上位机可视化界面的设计,对实验室研制的MoO3纳米线氢敏元件的变温氢敏性能进行了系统表征,实现了对传感器工作曲线温度漂移的有效补偿。2、设计多个传感器节点的无线监控系统的整体结构,并分析了系统的工作原理。完成了传感器节点的硬件设计,包括STM32最小系统电路、ADC采样电路、温湿度检测电路、显示屏电路、WiFi模块电路、电源稳压电路和报警电路,并分析了各个模块实现的功能,利用Altium Designer软件设计原理图和制作PCB板,研发出尺寸为65 mm*54 mm的氢气传感器无线网络节点。3、设计并构建了基于WiFi的无线传感网络。根据传感器节点各模块部分所要实现的功能,编写了各个模块的驱动程序,主要包括ADC采样和WiFi模块的驱动程序,详细介绍了模块驱动程序的实现过程。根据驱动程序接口编写下位机传感器节点应用程序,基于Labview完成了 30个节点的上位机调试系统的设计。4、基于高校实验室环境设计并建设基于无线网络的氢气在线监测系统示范工程,完成了无线网络、供电系统的建设,设计并实现了传感网络的服务器端后台程序与用户界面,开展系统试运行工作。