基于ZigBee技术的无线瓦斯传感器的设计.pdf

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1、2013年第3期工业仪表与自动化装置·95·基于ZigBee技术的无线瓦斯传感器的设计汝彦冬，曹炜，张吉利(1．黑龙江科技大学电子与信息工程学院，哈尔滨150022；2．哈尔滨新软科技开发有限公司研发部，哈尔滨150001)摘要：针对现有井下有线瓦斯传感器线路复杂，布线成本高等缺点，设计了一种无线瓦斯传感器。它采用无线传输方式传输测量数据到监控分站，解决了有线数据传输的多种缺点。同时设计了保护电路用来保护气敏元件不受瓦斯浓度过大而损坏。设计了电压监测电路对供电电压进行监测，从而保证了瓦斯传感器的正常工作。关键词

2、：无线瓦斯传感器；ZigBee；CC2520；MSP430中图分类号：TP274文献标志码：A文章编号：1000—0682(2013)03—0095—03ThedesignofwirelessgassensorbasedonZigBeetechnologyRUYandong，CAOWei，ZHANGJili(1．CollegeofElectricandInformationEngineering，HeilongjiangUniversityofScineceandTechnology，Harbin150022，

3、China；2．HarbinNewSoftwareResearch&DevelopmentCompanyLimited，Harbin150001，China)Abstract：Designedawirelessgassensorinordertosolvethefaultsoflinescomplexityandthehighcostofnetworkwiringforwiredgassensor．Itadoptswirelesssignalstotransmitmeasuredatatosubsta—tion

4、overcomingthewiretransmissionfaults．Aguardcircuitisdesignedforthesurvivalofgassensor’Scorecomponentwhichcanbedamagedbythehighconcentrationgas．Avoltagemonitoringcircuitisde—signedtomonitorpowervoltagewhichcanguaranteesensorworknormally．Keywords：wirelessgassen

5、sor；ZigBee；CC2520；MSP430了有线传输的种种缺点，保证监控系统高效正常工0引言作，对提高煤矿监控系统的工作效率具有重要的煤矿监控系统是保障煤矿安全生产的重要组成意义。部分。瓦斯传感器作为煤矿监控系统的检测终端，1无线瓦斯传感器的组成和功能它的工作状况和传输方式直接关系到煤矿监控系统的运行状态和建设成本。现有的瓦斯传感器与监控无线瓦斯传感器的组成如图1所示。CPU选用分站的连接方式多为有线连接，瓦斯传感器检测到MSP430F2618。MSP430系列单片机专为低功耗而信号通过有线线路传输到监控

6、分站，线路冗余复杂，设计的，大大延长了电池的使用寿命，同时丰富的外布线成本高，特别是发生事故时，有线线路一旦破坏围接口也满足该设计要求。供电部分用的是可充电很难在短时间内恢复使用，这就给搜救工作带来障的锰酸锂电池，工作电压为3．0V。无线收发部分碍。针对以上情况，设计出一种无线瓦斯传感器，该采用的是ZigBee无线通信技术。报警电路采用声瓦斯传感器利用ZigBee传输技术实现监测数据的光报警，瓦斯检测采用的是郑州炜盛电子科技有限无线传输，从而实现了煤矿井下的无盲区监控，克服公司生产的MJC4／2．8J(MC11

7、3)瓦斯气敏元件，显示采用12864液晶显示。收稿日期：2012—12—24一工作人员通过JTAG接口完成对瓦斯传感器的基金项目：煤炭工业协会2011—437项目作者简介：汝彦冬(1980)，男，黑龙江省双鸭山市人，讲师，硕初始化。瓦斯气敏元件采集现场的实时信号，通过士，研究方向为自动化控制，嵌入式系统。信号处理电路对信号放大后输入单片机自带的A／D·96·工业仪表与自动化装置2013年第3期进行模数转换，经CPU处理后进行实时LCD显示。值，输出到MSP430芯片自带A／D的相应引脚。图同时采用ZigBee无

8、线传输技术将测量值传输给监中RW为零点调节电位器，可以通过该电位器的调控分站，当瓦斯浓度超过标准时，实行声光报警。当节来调整零点。R。为放大倍数调整电阻，可以通过电池输出电压小于标准工作电压时，声光报警并告调整该阻值的大小来改变电压放大倍数。知用户电池欠压。图1无线传感器组成框图2主要模块的硬件设计图2气敏元件信号处理电路2．1气敏元件信号处理电路的设计2．2无线收发模块电路的设计气敏