基于ARM的井下便携式多气体检测仪研究.pdf

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1、2014往仪表技术与传感器2014第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3基于ARM的井下便携式多气体检测仪研究陈燕，陈阳(西安科技大学电气与控制工程学院，陕西西安710054)摘要：为提高矿井井下的环境监控力度和安全管理水平，提出了以STM32F103VET6微控制器为核心的新型便携式多气体检测仪的设计；采用红外式原理和电化学原理对多种气体同时进行检测，运用RFID技术实现地址标签信息采集和无线数据发送；提出了检测仪研究中的原理框图、硬件电路设计和软件平台设计；在硬件调试后，表明电源能安全地供电；气体采集结果误差在允许的范围

2、内，并通过无线传输方式和地面进行通信，使检测仪在矿井下有良好的应用价值。关键词：STM32F103VET6；气体检测仪；气体传感器；RFID中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)03—0020—03DesignofaPortableMulti—gasDetectorBasedonARMCHENYan，CHENYang(InstituteofElectricalandControlEngineering，Xi’anUniversityofSdenceandTechnology，Xi’an710054，China)Abstr

3、act：Adesignschemeofanewportablemulti—gasdetectorbasedonsTM32FlO3VET5microcontrollerisproposedinthispapertoimprovetheEnvironmentalmonitoringeffortsandthesafetymanagementofmine．Byusinginfraredsensorsandelec—trochemicalsensorstOdetectmulti—groupgasessimultaneously．UtilizetheRFIDtorea

4、lizepositionallandmarkdetectingandwire—lesscommunication．Thispaperprovidestheschematic，hardwareandsoftwareinthestudyofdetector．Afterthehardwarede—bugged，theresultsshowthatthebatteryCansupplypowersafely．Thegastesttesuhsshowthattheerrorisallowed．Throughthemeanofwirelesstransmissionc

5、ancorrespondwithcentrecontroller，makesthedetectorhasverygoodapplicationvalueinthemine．Keywords：STM32F103VET；gasdetector；gassensor；RFID0引言数转换，再将信号滤波处理、运算等操作，将最终参数值显示、目前，气体检测已经由单气体检测方式发展到多气体检测存储、发送、传输；如果有参数值超过报警阈值，MCU可驱动报方式J，但传统的气体检测仪有功能简单、测量精度低、传感器警电路发出声光报警。按键和LCD显示实现检测仪的定点地寿命短等缺陷。

6、文中设计了一种基于ARM的新型便携式多气址采集、无线发送、调零、标定、通讯、查询等操作。体检测仪，采用了高精度的气体传感器，不仅具有多种气体同时检测、存储、显示、报警等基本功能，还设有定位地标采集和无线通信的功能，能和矿井井下的无线网络通信(如人员定位系统的位置监测分站)，又能应用到煤矿井下安全避险“六大系统”的紧急避险系统中，提高了检测仪的实用性。1基本功能及原理多气体检测仪不仅可作为便携式仪表，随时检测井下环境气体，还可作为救生舱(或避难硐室)的多参数传感器，取代多个单参数传感器。其基本功能如下：(1)同时检测和显示4种图1系统结构框图气体参数值，并能

7、记录检测地点和时间；(2)具有参数超限声光2硬件结构设计报警、电池欠压报警等功能；(3)可设置时间、Et期、报警点、通2．1微处理器讯地址；(4)可对每种传感器进行零点和准确度标定；(5)可对微处理器采用高性能ARMCortex一M332位的RISC内检测数据进行存储、查看、删除、有线无线传输等操作；(6)可判核STM32F103VET6J，工作频率为72MHz，是一款性能优越、断各参数检测范围是否超限或敏感元件是否故障。资源丰富的微处理器，工作电压在2．0—3．6V范围内，支持睡检测仪的系统结构框图如图1所示。工作原理：气体传感眠、停机和待机的低功耗模式

8、，其资源配置如图2所示。器将气体浓度信号转换为电信号，经过信号调理