基于GSM的远程瓦斯浓度监控系统设计任

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1、基于GSM模块远程瓦斯浓度报警器（装置）设计DesignofMonoxideConcentrationWaringDeviceBasedonGSM摘要：本文以单片机MSP430F149和西门子TC35模块为核心设计了一种结构简单、性能较高的远程矿井瓦斯浓度报警装置。从硬件和软件两个方面，实现了瓦斯浓度报警器的设计，系统具有瓦斯浓度的实时采集显示、瓦斯浓度限的设置、数据远程传输以及声光报警功能。关键字：MSP430F149；GSM；瓦斯浓度；TC35；AT指令Abstract:basedonsinglechipMSP430F149andSiemens

2、TC35moduleasthecoretodesignasimplestructureandhighperformanceremoteminegasconcentrationalarmdevice.Fromtwoaspectsofhardwareandsoftware,implementsthedesignofthegasconcentrationalarmsystemhasreal-timecollectionanddisplay,thegasconcentrationofthegasconcentrationlimitsetting,datar

3、emotetransmissionandsoundandlightalarmfunction.Keywords:MSP430F149;GSM;Gasconcentration;TC35;ATcommand0.引言我国大部分煤矿属于瓦斯矿井，且绝大多数需要井下开采，使得瓦斯爆炸成为煤矿重大事故之一，给企业和个人带来灾难性的破坏和伤亡。因此，要有效预防和减少煤矿安全事故的发生，就必须要严格管理，及时完善矿井瓦斯浓度和温度的监测系统。由于短消息具有内容直观，传输距离远，用户无需建立信号中转站等优势，如今在各个领域得到了广泛地应用，本文设计了一种用单片机M

4、SP430F149和GSM相结合的甲烷实时监测报警仪器，可实现现场和远程实时数据的监测报警功能。1.系统整体结构与工作原理本系统以MSP430F149单片机为核心，与瓦斯传感器TGS2610以及LED数码显示管完成瓦斯浓度实时检测显示，并与蜂鸣器、LED发光二级管构成声光报警模块。通信模块采用西门子公司TC35芯片为核心，配以外围电路构成GSM模块。通过电平转换模块MAX232与MSP430F149进行串口通信。该模块可以进行短信的编辑和发送，它的串口通信遵循RS232标准。单片机控制器瓦斯浓度采集模块键盘模块数据显示模块声光报警电路通信模块GSM

5、用户手机系统的控制过程如下：用瓦斯浓度传感器TGS2610采集井下瓦斯浓度值，通过A/D转换将此模拟信号转换为数字信号传入单片机中，单片机对输入的16位二进制数字信号进行处理，并循环扫描实时显示。同时通过中断循环将被测浓度值与设定阈值进行比较，当超限时启动发送短信的程序。系统总体结构如图1-1所示。图1-1基于GSM远程浓度监测系统结构总体框图2.系统硬件设计2.1微控制器的选择微控制器选用TI公司的MSP430F149单片机。MSP430系列的单片机具有超低功耗、处理能力强大、稳定性好等众多51单片机不具备的优点，因此得到了广泛的应用，尤其是在便

6、携式设备当中。MSP430F149中含有硬件乘法器，12bitA/D转换器，支持串行通信、模拟IIC总线，同时便于与GSM、液晶显示等模块的扩展连接。2.2信号采集部分信号采集模块主要用来采集井下瓦斯气体浓度，本设计中采用MJC4/2.8J催化燃烧式气敏原件。MJC4/2.8J具有工作稳定可靠、线性度好、响应速度快、抗中毒等优点。其工作原理：MJC4/2.8J型催化元件根据催化燃烧效应的原理工作，由检测元件和补偿元件配对组成电桥的两个臂，遇可燃性气体时检测元件电阻升高，桥路输出电压变化，该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大，补偿元件起参比及温湿度

7、补偿作用。采集信号Vout送入单片机ADC12的输入通道进行处理，并保存到ADC12MEM中。此时单片机就可以采用对应的算法得到瓦斯的浓度值，并判断是否超限若超限则启动报警，否则不报警；同时送到数码管进行显示。2.3通讯模块设计利用GSM模块来实现远程通讯与实时监测，GSM无线通讯模块选用TC35。其主要特点：可传输语音和数据信号；提供标准UART串行接口；采用AT指令编程。因此，MCU能很方便的通过UART接口与GSM模块连接，并直接通过AT指令方便的实现短消息的收发。3.系统软件设计GSM远程温度监控系统软件主要完成对煤矿井下瓦斯浓度的实时采样

8、、数据处理以及信息发送等功能,同时能够将结果与给定的瓦斯浓度报警值进行比较,若超过报警值,则启动报警电路报警。为便于编程和