基于ZigBee技術(shù)的礦井工作面移動(dòng)式瓦斯監(jiān)測

3 各部分工作原理

3.1 移動(dòng)式瓦斯傳感器平臺(tái)的建立

測定移動(dòng)式瓦斯濃度，首先需要檢測空氣中的瓦斯濃度，將檢測所得的模擬量通過A／D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)字量編碼，最后通過ZigBee技術(shù)發(fā)送。各個(gè)不同的移動(dòng)式瓦斯傳感器平臺(tái)可以由井下工作人員隨身攜帶或置于環(huán)境較惡劣的監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測瓦斯?jié)舛取?/p>

本方案采用MC9S08GT60單片機(jī)對瓦斯傳感器檢測的濃度進(jìn)行采集和發(fā)送。MCU中內(nèi)置了10位A／D轉(zhuǎn)換器，對3 V電壓的檢測精度可以達(dá)到3／210=0.003 V，完全可以滿足檢測需要。同時(shí)，將檢測所得數(shù)值變?yōu)?0位數(shù)據(jù)并加入地址碼，通過ZigBee平臺(tái)以2.4 GHz OQPSK方式進(jìn)行發(fā)射。同時(shí)，單片機(jī)還可將所監(jiān)測到的瓦斯?jié)舛妊杆亠@示在移動(dòng)傳感器平臺(tái)本身的LED顯示屏上，從而可以使井下工作人員確認(rèn)當(dāng)前環(huán)境的瓦斯?jié)舛仁欠窨梢园踩_采。其流程圖如圖3所示。

3.2 監(jiān)控分站平臺(tái)的建立

本解決方案根據(jù)硬件及組網(wǎng)要求搭建星型網(wǎng)絡(luò)，MC13192最多可以產(chǎn)生16組傳輸頻點(diǎn)，因此可根據(jù)要求以時(shí)分方式對16個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并得到相應(yīng)瓦斯?jié)舛?，確定井下工作的安全性。

3.3 監(jiān)控分站接收平臺(tái)

監(jiān)控分站需要首先根據(jù)傳輸頻率不同對各個(gè)移動(dòng)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)分時(shí)接收。再根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)判斷，同時(shí)將瓦斯?jié)舛戎碉@示在LED屏幕上。如果發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)，則可通過觸發(fā)控制電路切斷空氣開關(guān)，從而切斷工作交流電源，避免引起礦井事故。