穿戴式作业现场毒害气体预警系统

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1、东华大学硕士学位论文穿戴式作业现场毒害气体预警系统专业名称：电子与通信工程作者姓名：曾凯指导老师：许武军硕士学位论文学校代码：10255学号：2131185穿戴式作业现场毒害气体预警系统WEARABLEALARMSYSTEMOFHARMFULGASESINWORKFIELD学院：信息科学与技术学院专业：电子与通信工程作者：曾凯导师：许武军(副教授)答辩日期：2015-05-301穿戴式作业现场毒害气体预警系统穿戴式作业现场毒害气体预警系统摘要在工矿企业或市政施工现场的作业人员，常因作业环境毒害气体超标导致中毒或窒息

2、。而当前市场上常用的气体检测仪使用不灵活，需要人工读数观察，作业人员因此而降低作业效率。传统防护服功能单一，体积较为庞大，穿戴者工作效率更是显著下降，同时也无法将检测到的毒害气体信息反馈给穿戴者，不能有效的保障作业人员人身安全。在恶劣的作业环境中，如何保障其自身的安全迫在眉睫。因此，加快防护装备的智能化是亟待解决的问题。本论文提出了一种用于作业现场的穿戴式毒害气体预警系统，以降低工业生产中毒害气体对作业人员的生命与健康危害为目标，微控制器和无线连接作为系统平台，添加电化学(EC)气体传感器传感模块和温湿度传感模块等环境感知模块，探测施工现

3、场的气体浓度，并利用温度与EC气体传感器灵敏度之间的关系，对EC气体传感模块进行浓度的校正。当气体浓度超标，结合阈值告警算法，执行子系统会通过视觉告警模块(三色LED)、听觉告警模块(压电蜂鸣器)以及触觉告警模块(振动电机)给用户一级或者二级报警。人机界面由ADT平台来开发，通过TCP服务器/客户端的形式与多路气体预警装置连接，实时显示各路气体预警装置所处位置的气体浓度和温湿度，并利用加权移动平均预测模型，计算气体浓度预测值；当气体浓度值危害到作业人员的生命健康时，根据算法给用户提供视觉(文字颜色)、听觉(报警音)以及触觉(振动)告警，从

4、而能及时撤离危险作业现场，保障用户的安全。穿戴式作业现场毒害气体预警系统能够在不影响作业人员的穿着性和操作性的情况下，保证施工作业的高效完成及作业人员的安全与健康。关键词：作业现场；毒害气体；气体传感器；安全预警；穿戴系统I穿戴式作业现场毒害气体预警系统WEARABLEALARMSYSTEMOFHARMFULGASESINWORKFIELDABSTRACTIntheminingindustriesormunicipalconstructionfields,workersgotpoisonedorasphyxiatedfrequentlyb

5、ecauseofexceededharmfulgasesinthoseworkingenvironments.Workers’sefficiencywillbereducedwhenusinggasdetectorsthatneedtobereadartificially.Traditionalprotectiveclothinghassinglefunctionandit’salsobulky,users’sefficiencywillbedeclinedgreatlytoo.Meanwhile,itcannotprotectusers

6、’personalsafety,becausetheclothingcan’tdetectharmfulgasesorfeedbackinformationtimely.Howtoprotectworkers’ssafetyisthemostimportantthinginharshworkingenvironments.Asaconsequence,acceleratingtheintelligentizationofprotectiveequipmentsisanurgentproblemtobesolved.Awearableala

7、rmsystemofharmfulgasesinworkfieldismentionedinthispaper.Withthegoalofreducingthedamageofharmfulgasestoworkers’fitnessintheprocessofindustrialproduction,microcontrollerandwirelessconnectionaretreatedasasystemplatform,someenvironmentalperceptionmodulessuchaselectrochemical(

8、EC)gassensormoduleandtemperature&humiditysensormoduleareadded.Thewearablealarmsystemcandetectand