蓝牙技术在煤矿气体检测中的应用new

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1、蓝牙技术在煤矿气体检测中的应用111曹顺魏立峰李金凤1沈阳化工学院信息工程学院110142沈阳摘要：设计了一种由TGS2611、TGS2440和nRF401蓝牙模块所构成的煤矿中的气体信号采集和传输系统。采集的气体信号为甲烷、一氧化碳浓度。分别介绍了两个信号采集模块的电路，并给出了系统的硬件原理图和软件设计方案。实验结果表明：现场指定点的信号能准确的传输到接收终端并在显示器上显示。信号超出上下限时会发出报警信号，从而对现场进行有效地监控。关键字：蓝牙技术nRF401TGS2611瓦斯中图分类号：TP216

2、+.1文献标识：ATheapplicationofbluetoothtechnologyindetectingthegasoftheminesystem111CaoshunWeilifengLijinfeng1Informationengineeringschoolofshenyanginstituteofchemicaltechnology,110142,shenyangAbstract:Agassignalmeasureandtransmissionsystemisdesignedwhichiscon

3、structedwithTGS2611,TGS2440andnRF401bluetoothmodule.TheSignalscollectedaretheconcentrationsofmethaneandcarbonmonoxide.Thepaperdescribestwosignalcollectionmodulesandpresentsthehardwarecircuitsandthesoftwareschemes.Theresultsindicatethattheappointedsignalof

4、thefieldcanbetransmittedexactlytothecontrolterminalandbedisplayedintheLED.Thealarmsrunwhenthesignalsexceedthemaximumorareundertheminimumtowatcheffectivelythefieldsignals.Keywords:bluetoothtechnology;nRF401;TGS2611;gas;矿中对甲烷、一氧化碳气体浓度的检测十分一引言重要。本文设计制作了甲烷、一氧

5、化碳气体的检测系统，并采用蓝牙技术实现采集数据矿井瓦斯灾害是煤矿中的重大自然灾的无线传输。害之一。它不仅影响矿井的正常生产，还威胁到井下人员的生命安全。矿井瓦斯是在采二系统的硬件设计掘过程中从煤层、岩层、采空区中放出的和生产过程中产生的各种有害气体的总称。煤硬件设计包括气体信号采集模块、无线矿井下的有害气体有甲烷（沼气）、乙烷、收发模块、数据显示模块三个部分。二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氢、氨等，其中甲烷所占比重最2.1信号采集模块大，在80％以上，所以，矿井瓦斯习惯上又单指甲烷。一氧

6、化碳（CO）是一种剧毒气信号采集分甲烷浓度采集、一氧化碳采体，在井下CO的主要来源于炮烟、火灾、集两部分。瓦斯煤尘爆炸。《煤矿安全规程》规定：井2.1.1甲烷浓度采集下空气中CO不得超过0.0024％。所以在煤甲烷浓度采集采用日本FIGARO公司【1】的TGS2611芯片。它体积小、功耗低。TGS2611型对甲烷有高选择性和灵敏性。TGS2611的工作原理是将气体浓度转变成敏感电阻RS的变化。电路中取滑动电阻R1两端的电压VR，根据公式VCC−VRRS=⋅R1计算RS的值，从而得出VR环境中甲烷的浓度。V

7、R要通过TLC1543芯片转化成数字信号，送给单片机。如图1所示。图2TGS2440测量电路5VVCC12TGS2611TGS2440测量电路输出信号较小,要满足模数转换的电平,需要放大千倍以上。本文选用美国TI仪器公司研制生产的43TLC4502精密型双运算放大器实现信号的A110K放大.TLC4502在片内利用对数字与模拟信P0.15K号的处理，可在上电时输入失调电压自动校8050TLC1543准为零。TLC4502具有高精度，高增益，良好的电源抑制比,驱动能力强等特点.图1甲烷浓度测试电路图选择模数

8、转换器AD主要考虑位数和速度,TGS2440传感器输出的信号不属于高速变化2.1.2一氧化碳浓度采集信号,所以关键是AD的位数.工矿场所对一氧化碳检测的范围通常在100~3000ppm,常费加罗公司生产的新型一氧化碳传感器见的8位AD转换器不适用,选择12位AD比较[2]TGS2440，对一氧化碳气体有很高的灵敏度,合适,精度可以达到1/4000,能够满足检测测量范围是30～1000ppm;对其它的气体响应要求.本文选用多通道