基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)紅外瓦斯傳感器智能監測系統設計
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3 終端采集節點(diǎn)設計
終端采集節點(diǎn)由傳感器模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊和電源模塊組成?；贏(yíng)TMEL公司的AT86RF212 RF射頻芯片及PIC18F4580 CPU構成的終端瓦斯數據采集節點(diǎn)實(shí)現了將井下各工作面和巷道點(diǎn)的瓦斯數據及其他溫濕度數據信息通過(guò)各中繼模塊上傳地面綜合信息處理中心。該終端節點(diǎn)采用了紅外氣體檢測技術(shù)來(lái)進(jìn)行瓦斯氣體檢測，克服了原來(lái)催化燃燒傳感器檢測精度低、高濃度易中毒等缺點(diǎn)，更好地實(shí)現了井下瓦斯數據的監測。圖2所示為該節點(diǎn)的整體設計框圖。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/153481.htm
對于無(wú)線(xiàn)射頻電路來(lái)說(shuō)，需要特別注意電路中的器件間相互干擾。在設計無(wú)線(xiàn)模塊電路部分，需要采用雙層PCB架構，Toplayer層主要用于信號線(xiàn)的布線(xiàn)，Bottomlayer層主要用于電源線(xiàn)和地線(xiàn)的布線(xiàn)，在無(wú)線(xiàn)的區域需要打少量過(guò)孔。另外，AT86RF212芯片為了避免干擾，芯片底部必須接地，這樣在芯片底部也需要打少量過(guò)孔與地相連。芯片的電源管腳需相連去耦電容，外圍器件采用0402封裝的阻容器件。PCB天線(xiàn)采用FR4普通板材，可使天線(xiàn)獲得最佳性能，其介電常數要求為4．5，板材厚度為1 mm，敷銅厚度為0．35 μm。
4 ZigBee軟件節點(diǎn)設計
整個(gè)軟件包含的子程序有AD測量濃度模塊、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、終端顯示模塊等幾部分組成。系統每隔500 mS采集一次井下終端所處環(huán)境的瓦斯濃度等模擬量，30 s濾波處理后顯示。其軟件流程圖如圖3所示，圖4所示是ZigBee收發(fā)模塊的設計流程。
5 結語(yǔ)
在礦井采煤及掘進(jìn)面上，由于放炮會(huì )造成傳感器通信線(xiàn)路的損壞，影響傳感器正常的使用問(wèn)題，本文提出的以AT86RF212為核心，基于ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的解決方案具有低功耗、低成本的優(yōu)勢。該方案設計的無(wú)線(xiàn)紅外傳感器比傳統的瓦斯傳感器，在監控組網(wǎng)的便捷性及終端設備的使用壽命上都有很大的優(yōu)勢。用ZigBee的無(wú)線(xiàn)通信方式代替原來(lái)使用的有線(xiàn)通信方式，大大提高了監控系統的性能。實(shí)驗證明，設計的無(wú)線(xiàn)紅外瓦斯傳感器結構簡(jiǎn)單、性能更加穩定，更適應煤礦井下惡劣工作環(huán)境。
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