基于zigm~无线传感器网络的气体浓度监控系统设计

《基于zigm~无线传感器网络的气体浓度监控系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高杉等：基于ZigBee无线传感器网络的气体浓度监控系统设计基于zigm~无线传感器网络的气体浓度监控系统设计高杉，叶强(1．南京信息职业技术学院江苏南京210046；2．南京体育学院江苏南京210014)摘要：针对空气中低浓度的可燃、有毒气体检测及如何将检测信号实时、低成本地传输到监测点的问题，研究了采用LED作为光源，用调制加在法布里一珀罗腔上的驱动电压和单波长双路差分吸收法相结合的方法，来测量低浓度的可燃有毒气体。运用CC2430组成的无线网络实时检测、感知和采集网络分布区域内的气体浓度，实现在线、实时监测，降低了成

2、本，提高了效率。关键词：无线传感器网络；气体浓度监控；CC2430；低功耗中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1004—373X(2009)23—118一O3MonitoringSystemDesignofGasConcentrationBasedonZigBeeWirelessSensorNetworkGAOShan。YEQiang(1．NanjingCollegeofInformationandTechnology，Nanjing，210046，China；2．NanjingSportInstitute，

3、Nanjing，210014，China)Abstract：Aimmingatthequestionsofhowtomeasure1OWconcentrationexplosibleandpoisonousgasandhowtosendthesignalstocheckpointmomentlyandcheaply，usingLEDaslightsource，thegasconcentrationcanbedetectedbymodulatingFabr3一PerotcavitySdrivingvoltageandsing

4、lewavelengthdoublepassdifferenceabsorbing．ApplyingthewirelessnetworkwithCC2430canmeasure，identifyandcollectthegasconcentrationofthedistributiveareaofthenetwork．Soitcanrealizeon—lineandrealtimemeasuring，decreasethecOst，increasetheefficiency．Keywords：wirelesssensorn

5、etwork；inspectionandcontrolofgasconcentration；CC2430；lowpower在工业生产和环境检测等领域常常需要对特定气平行光通过待测气体时，如果光源光谱覆盖一个或多个体的成分、体积分数等参数进行检测和控制。本文以低气体的吸收谱，则光通过气体时发生衰减。根据Beer—功耗SoCZigBeeCC2430为核心，利用一种新型的光谱Lambert定律，出射光强与入射光强J。和气体的体积吸收型光纤气体传感器，开发了一套可实现无线网络化分数之间的关系为：管理的智能气体浓度监控系统。此种传感

6、器具有：本质一。exp[一aCL](1)安全，抗电磁干扰，灵敏度高，响应速度快的优点，特别式中：a为气体吸收系数；L为吸收路径的长度；C为气是传感头不带电和本质防爆的特点，可适用于易燃、易体的体积分数。对式(1)进行变换：爆气体的工业在线检测。ZigBee技术是一种可用于短C—lnEI。／I]aL(2)距离范围内，低传输数据速率下各种电子设备之间的无从式(2)可知，如果L，a已知，通过检测I，工。就可线通信技术。ZigBee技术相比于其他无线技术的优势以得到气体的体积分数c。气体的吸收谱宽仅为1个或在于协议简单，成本低，功

7、耗小，可靠性高，组网容易。几个纳米，一般用于气体探测的发光二极管带宽约为这些特点可满足工业控制、工业无线定位、家庭网络、楼50nm，气体吸收仅占光源光强的几千分之一，比光源宇自动化、消费产品等多个领域。光强变化的噪声还要小，测量灵敏度不高。本文采用价廉的LED做光源，利用法布里一珀罗腔对输入的非单色1测定原理光进行波长挑选，从而提高单色性，实现了气体的单谱1．1传感器工作原理线吸收。调制加在法布里一珀罗腔上的驱动电压，使得每一种气体都有固定的吸收光谱，当光源的发射谱从法布里一珀罗腔出射的单色光波长与所测气体的吸收与气体的吸

8、收谱相吻合时，就会发生共振吸收，其吸收谱线相吻合，就可以完成对这种气体体积分数的测量。强度与该气体的体积分数有关，通过测量光谱的吸收强用三角波信号对法布里一珀罗腔进行调制，输出光的频度就可测量气体的体积分数。当一束光强为j。的输入率受到相应调制，调制光通过气室，由于气体的吸收效应，频率调制转换为强度调制