基于ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的氣體監測報警系統設計

2．2 傳感器報警電路設計
設計中，對環(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率較低的Sn O2。當傳感器所處環(huán)境中存在污染氣體時(shí)，傳感器的電導率隨空氣中污染氣體濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。MQ-135傳感器對氨氣、硫化物、苯系蒸汽的靈敏度高，對煙霧和其他有害氣體的監測也很理想。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模塊設計
GSM模塊的作用是把本地采集的數據發(fā)送到遠端去。因為ZigBee網(wǎng)絡(luò )要實(shí)現遠距離傳輸比較困難，而現有的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)現傳感器數據的采集與匯總，然后通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )把數據以短消息的方式傳送到遠端。GSM模塊采用Siemens的TC35模塊，它是一個(gè)GSM調制解調器，提供RS232串口可以方便地與PC機、單片機連機通訊，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(huà)卡。(4)RS232串口通信電路，實(shí)現與CC2430微控制器之間的通信。

3 系統軟件設計
ZigBee開(kāi)發(fā)環(huán)境是TI公司的Zstack，系統采用ZStack—1．4．2—1．1．0開(kāi)發(fā)工具使用IAR。ZigBee協(xié)議棧包括5層，如圖6所示。設計主要針對應用層應用C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)應用。

根據設計功能論述和原理說(shuō)明，系統終端節點(diǎn)、協(xié)調器節點(diǎn)軟件流程如圖7所示。

4 結束語(yǔ)
本設計以節能減排為目的，不同于以往的有害氣體泄漏報警系統，其特點(diǎn)是：(1)設計采用TI公司的CC2430芯片為主控芯片，通過(guò)Zig Bee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的建立，能使覆蓋面更廣。(2)其電路簡(jiǎn)單、結構緊湊、功能強大、使用方便、可靠地應用于家居或工業(yè)現場(chǎng)對空氣中有害氣體濃度的檢測與處理，并通過(guò)GSM技術(shù)發(fā)送短消息通知用戶(hù)現場(chǎng)環(huán)境中有害氣體超標的警報。(3)當氣體濃度超標時(shí)，可自動(dòng)打開(kāi)快速集氣處理裝置，快速對有害氣體進(jìn)行收集與可行性化學(xué)處理，實(shí)現零污染排放。(4)所研制的有害氣體報警器不僅具有一般報警器的功能，且增加了周密的保護措施，確保危險及時(shí)得到解除，保障環(huán)境衛生、人身安全與財產(chǎn)安全。
實(shí)踐證明，此系統操作方便、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)濟效益高。