基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的氣體監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．2 傳感器報(bào)警電路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)中，對(duì)環(huán)境中有害氣體的檢測采用MQ-135空氣質(zhì)量傳感器。MQ-135氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的Sn O2。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在污染氣體時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中污染氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-135傳感器對(duì)氨氣、硫化物、苯系蒸汽的靈敏度高，對(duì)煙霧和其他有害氣體的監(jiān)測也很理想。這種傳感器可檢測多種有害氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本綜合性傳感器。MQ-135空氣質(zhì)量檢測傳感器原理如圖5所示。

2．3 GSM模塊設(shè)計(jì)
GSM模塊的作用是把本地采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端去。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/ZigBee">ZigBee網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸比較困難，而現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)已完善，覆蓋率高，所以采用本地使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集與匯總，然后通過GSM網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)以短消息的方式傳送到遠(yuǎn)端。GSM模塊采用Siemens的TC35模塊，它是一個(gè)GSM調(diào)制解調(diào)器，提供RS232串口可以方便地與PC機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊，并采用AT格式指令。
GSM模塊電路包括以下幾部分：(1)1FC35模塊，這是核心部件，實(shí)現(xiàn)GSM通信的所有功能。(2)電源模塊。(3)SIM卡接口電路，接入GSM網(wǎng)絡(luò)必須要一張SIM電話卡。(4)RS232串口通信電路，實(shí)現(xiàn)與CC2430微控制器之間的通信。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
ZigBee開發(fā)環(huán)境是TI公司的Zstack，系統(tǒng)采用ZStack—1．4．2—1．1．0開發(fā)工具使用IAR。ZigBee協(xié)議棧包括5層，如圖6所示。設(shè)計(jì)主要針對(duì)應(yīng)用層應(yīng)用C語言進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。

根據(jù)設(shè)計(jì)功能論述和原理說明，系統(tǒng)終端節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件流程如圖7所示。

4 結(jié)束語
本設(shè)計(jì)以節(jié)能減排為目的，不同于以往的有害氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：(1)設(shè)計(jì)采用TI公司的CC2430芯片為主控芯片，通過Zig Bee無線網(wǎng)絡(luò)的建立，能使覆蓋面更廣。(2)其電路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大、使用方便、可靠地應(yīng)用于家居或工業(yè)現(xiàn)場對(duì)空氣中有害氣體濃度的檢測與處理，并通過GSM技術(shù)發(fā)送短消息通知用戶現(xiàn)場環(huán)境中有害氣體超標(biāo)的警報(bào)。(3)當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)，可自動(dòng)打開快速集氣處理裝置，快速對(duì)有害氣體進(jìn)行收集與可行性化學(xué)處理，實(shí)現(xiàn)零污染排放。(4)所研制的有害氣體報(bào)警器不僅具有一般報(bào)警器的功能，且增加了周密的保護(hù)措施，確保危險(xiǎn)及時(shí)得到解除，保障環(huán)境衛(wèi)生、人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。
實(shí)踐證明，此系統(tǒng)操作方便、探測范圍廣，可便于集中管理，具有較高的使用價(jià)值。同時(shí)其需要投入的成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。