专利名称：目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络的制作方法
技术领域：
本发明属于检测技术，具体设计一种用于目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络检测系统。
背景技术：
现有的便携式气体探测报警仪器通常用于对工作者在特定目标区域(如油田，煤矿等)的单个人员安全保护，无法构成网络将危险气体信息传送给指挥中心和救援单位，无法对整个工作区域全方位的实时探测报警，也就无法及时调动公共资源对危险状况作出及时反应。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络。本发明要解决的是现有的便携式气体探测报警仪器单个使用时，无法对整个目标区域全方位的实时探测报警，也就无法及时调动公共资源对危险状况作出及时反应。本发明由分散在目标区域内工作人员随身携带的气体探测报警无线终端，根据无线终端发射信号覆盖范围而分散设置该区域内所需数量的气体探测报警无线路由器和一个无线网络协调器组成；以上各部分的传输关系是无线终端与无线路由器无线传输，无线路由器之间及无线路由器与无线网络协调器无线传输；其中的无线终端由气体传感器、传感器电信号转换电路、无线单片机、液晶显示屏，声音或震动元件及电池电路构成；各元件的连接关系是气体传感器输出连接到传感器电信号转换电路输入，传感器电信号转换电路输入连接到无线单片机输入，无线单片机输出连接射频天线、液晶显示模块、声音或震动元件；其中的无线路由器由相同于无线终端的电路中加入路由软件模块组成；电池电路连接到各模块单元；无线网络协调器由计算处理单元、数据存储单元组成，各部分的连接关系是射频单元以RS232串行接入伺服电脑，计算处理单元和数据存储单元包含在伺服电脑主机中。本发明中无线终端与无线路由器，无线路由器与无线路由器，无线路由器与无线网络协调器之间的无线传输采用无线自组网络按需平面距离矢量路由协议(A0DV)。本发明中无线终端与无线路由器，无线路由器与无线路由器，无线路由器与无线网络协调器之间的无线传输采用带冲突避免的载波侦听多路访问协议。本发明的工作过程是气体传感器信号经过传感器电信号转换电路将气体浓度以电压信号输入无线单片机，无线单片机将信号进行计算补偿后将各气体浓度显示在液晶显示模块上，如超过设定值则通过报警电路(LED，蜂鸣器及振动器组成)报警，无线单片机并将气体浓度信息，报警信息，电池容量信息以一秒时间间隔通过自组织形成的多跳无线传感器网状网络传送给无线网络协调器。无线网络协调器负责系统的通讯协调，气体传感器实时探测报警的显示与存储，无线终端或路由器的传感器配置及参数的设置，无线终端或路由器的时间同步，无线终端或路由器的电池电源的监控。无线网络协调器布设在指挥控制中心，负责对整个工作区域全方位的实时探测报警，能够及时调动公共资源对危险状况作出及时反应。本发明的积极效果是可以及时准确对特定区域各个节点的有毒气体含量，氧气含量以及可燃气体含量进行实时的探测监控，并对超过报警设定值的节点进行实时报警，本发明非常适用于油田，煤矿，环境保护等工作场所的工人及工程人员的工作安全防护，及时地对危险状况作出反映，以避免人员伤亡事故的发生。这对改善提高我国安全生产水平，提供一个切实有效的防护系统。
图I为本发明的拓扑图。图2为本发明单片机电路图。
具体实施例方式参阅图1，，由分散在目标区域内工作人员随身携带的气体探测报警无线终端1，根据无线终端发射信号覆盖范围而分散设置该区域内所需数量的气体探测报警无线路由器2和一个无线网络协调器3组成。无线终端和无线路由器由气体传感器，传感器电信号转换电路，无线单片机，液晶显示模块，射频天线，报警电路和电池电路构成。无线网络协调器包括计算处理单元，与此相连接的射频模块单元，数据存储单元。其中的气体传感器采用英国城市科技(CITY TECHNOLOGY)公司4H/LM CiTiceL(H2S硫化氢传感器)，4CF CiTiceL(C0 —氧化碳传感器)，40X(2) CiTiceL(02氧气传感器)以及4P-75CCiTpeL(LEL可燃气体传感器)。无线单片机采用美国德州仪器(TEXAS INSTRUMENT)公司CC2530 新一代 ZigBee SOC (System-On-Chip)芯片，支持 2. 4G Hz IEEE 802. 15. 4 ZigBee无线通信协议标准，单片机电路连接按图2。报警电路由LED，蜂鸣器及振动器组成。电池电路单元由锂聚合物(Lithium Polymer)电池以及充电电路组成。无线终端与无线路由器采用低功耗美国德州仪器(TEXAS INSTRUMENT)公司ZigBee无线单片机，元器件的选择和电路的设计充分考虑了低功耗及体积小便于携带的要求。在软件方面，充分利用了无线单片机的休眠机制以及中断响应机制，采用美国德州仪器(TEXAS INSTRUMENT)公司ZigBee无线单片机构成以Z-Stack协议栈为基础的网状网络，无线终端与无线路由器发送接收工作频率为2. 4GHz，共有16个ZigBee信道，每个信道的带宽为5MHz。数据传输速率及功率可调，最大传输速率250kbps,最大传输功率4. 5dBm,无线传输距离最大达400米。
权利要求
1.目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络，其特征是由分散在目标区域内工作人员随身携带的气体探测报警无线终端，根据无线终端发射信号覆盖范围而分散设置该区域内所需数量的气体探测报警无线路由器和一个无线网络协调器组成；以上各部分的传输关系是无线终端与无线路由器无线传输，无线路由器之间及无线路由器与无线网络协调器无线传输；其中的无线终端由气体传感器、传感器电信号转换电路、无线单片机、液晶显示屏，声音或震动元件及电池电路构成；各元件的连接关系是气体传感器输出连接到传感器电信号转换电路输入，传感器电信号转换电路输入连接到无线单片机输入，无线单片机输出连接射频天线、液晶显示模块、声音或震动元件；其中的无线路由器由相同于无线终端的电路中加入路由软件模块组成；电池电路连接到各模块单元；无线网络协调器由计算处理单元、数据存储单元组成，各部分的连接关系是射频单元以RS232串行接入伺服电脑，计算处理单元和数据存储单元则包含在伺服电脑主机中。
2.根据权利要求I所述的目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络，其特征是其中的气体传感器米用英国城市科技公司型号为4H/LM CiTiceL的硫化氢传感器或型号为4CF CiTiceL的一氧化碳传感器或型号为4P-75C CiTpeL可燃气体传感器；无线单片机采用美国德州仪器公司CC2530新一代ZigBee SOC芯片；无线终端与无线路由器采用低功耗美国德州仪器公司ZigBee无线单片机；采用美国德州仪器公司ZigBee无线单片机构成以Z-Stack协议栈为基础的网状网络。
3.根据权利要求I所述的目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络，其特征是无线终端与无线路由器，无线路由器与无线路由器，无线路由器与无线网络协调器之间的无线传输采用无线自组网络按需平面距离矢量路由协议(A0DV)。
4.根据权利要求I所述的目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络，其特征是无线终端与无线路由器，无线路由器与无线路由器，无线路由器与无线网络协调器之间的无线传输采用带冲突避免的载波侦听多路访问协议。
全文摘要
目标区域有害气体分散探测定点集中报警无线网络，属于检测技术。由分散在目标区域内工作人员随身携带的气体探测报警无线终端，根据无线终端发射信号覆盖范围而分散设置该区域内所需数量的气体探测报警无线路由器和一个无线网络协调器组成；以上各部分的传输关系是无线终端与无线路由器无线传输，无线路由器之间及无线路由器与无线网络协调器无线传输。本发明的积极效果是能及时准确对特定区域各个节点的有毒气体、氧气、可燃气体含量进行实时探测监控及报警，用于油田，煤矿，环境保护等工作场所，及时地对危险状况作出反映，以避免人员伤亡事故的发生。
文档编号G01N27/00GK102654471SQ201110106480
公开日2012年9月5日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者周保红, 汤骐, 胡天佐 申请人:长春博信光电子有限公司