無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-04 14:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案 用于煤田火區(qū)空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示 。這是一個(gè)層次型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ， 最左邊為部署在實(shí)際監(jiān)測(cè)環(huán)境中的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò) ， 往右依次為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 、 網(wǎng)關(guān) ， 最終連接到 Inter網(wǎng) 。 為獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù) ， 傳感器節(jié)點(diǎn)的部署密度往往很大 ， 并且可能部署在若干個(gè)不相鄰的監(jiān)控區(qū)域內(nèi) ，從而形成多個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)；傳感器節(jié)點(diǎn)將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)傳送到轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn) ， 再由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn) sink， 匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)經(jīng)移動(dòng)網(wǎng)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)上 。 無(wú) 線 氣 體 傳 感 器 網(wǎng)絡(luò) 蜂 窩 式 拓 撲 結(jié) 構(gòu)氣 體 傳 感 器 節(jié) 點(diǎn)匯 聚 節(jié) 點(diǎn)C O C O2S O2N OS O2N OC O2S O2S O2N OC ON O2C O2N O2C O無(wú)線氣體傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng) 蜂窩網(wǎng)絡(luò)被廣泛采用的原因是源于一個(gè)數(shù)學(xué)猜想 ， 正六邊形被認(rèn)為是使用最少結(jié)點(diǎn)數(shù)且可以完整覆蓋某一區(qū)域最大面積的圖形 ， 出于節(jié)約設(shè)備構(gòu)建成本的考慮 ， 正六邊形是最好的選擇 。 蜂窩通常使用正六邊形來(lái)表示 。 無(wú)線蜂窩網(wǎng)在提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率方面起到關(guān)鍵性作用 。 網(wǎng)絡(luò)出故障時(shí)提供有效的迂回路由 ， 確保通信暢通無(wú)阻 。與專線或菊花鏈相比更具彈性和可靠性 ， 而且網(wǎng)絡(luò)具有自配置 、 自組織和自愈的能力 。 蜂窩網(wǎng)絡(luò)允許節(jié)點(diǎn)或接入點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)通信 ， 而不需要路由到中心交換點(diǎn) ， 從而消除了集中式的故障 ， 提供自我恢復(fù)和自我組織的功能 。 1） 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 傳 感 單 元 處 理 單 元 無(wú) 線 通 信 單 元傳 感 器調(diào) 理電 路處 理 器存 儲(chǔ) 器無(wú) 線 收 發(fā) 模塊供 電 單 元 電 源 模 塊定 位 單 元節(jié)點(diǎn)軟硬件設(shè)計(jì) 2） 匯聚節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 處 理 單 元處 理 器存 儲(chǔ) 器供 電 單 元 電 源 模 塊G P R S 模 塊無(wú) 線 通 信 單 元無(wú) 線 收 發(fā) 模 塊節(jié)點(diǎn)軟硬件設(shè)計(jì) 3） 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) 1）氣體傳感器選型 根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型。 要進(jìn)行 —個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。即使是測(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大??；被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為便攜式還是固定式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量；傳感器的來(lái)源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。在考慮上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。 氣體檢測(cè)模塊研究 2） 氣體傳感器的性能指標(biāo)有靈敏度 、 響應(yīng)特性 (反應(yīng)時(shí)間 )、 線性范圍 。 3） 氣體傳感器的種類如下 : （ 1） 半導(dǎo)體氣體傳感器 （ 2） 固體電解質(zhì)氣體傳感器 （ 3） 接觸燃燒式氣體傳感器 （
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