[发明专利]一种基于ZigBee的无线瓦斯监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于ZigBee的无线瓦斯监测系统及方法，属于无线传感监测技术领域。本发明包括电源管理模块、协调模块、传感模块、复位电路、报警模块；电源管理模块分别与传感模块和协调模块连接，传感模块与协调模块通过无线射频模块实现无线通信；协调模块再分别与复位电路、报警模块相连接。本发明功耗小，成本低，节省能源，延长监测系统的工作寿命；且本发明能设计较多的监测点，使井下环境都被全面的监测，加强了井下工作人员的工作环境的安全保障，降低瓦斯事故发生的概率。

技术领域

本发明涉及一种基于ZigBee的无线瓦斯监测系统及方法，属于无线传感监测技术领域。

背景技术

近年来，井下开采工作环境的安全问题颇受重视，正因如此，对井下工作环境的监测和相关报警技术要求更高。影响井下安全问题的因素很多，例如：矿井风速、矿尘、瓦斯及温湿度等，其中瓦斯的危害性相当严重，就目前而言，井下有线传输网络移动不便、不能完全覆盖工作区域等问题并没有得到较有效的解决，而且目前有关井下瓦斯监测系统的实时性达不到所需的水平，且做不到全面全局的井下监控，维护不方便并且成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于ZigBee的无线瓦斯监测系统及方法，以用于解决由于井下瓦斯监测实时性不高，维护不方便，结构复杂，成本高以及不能准确的做到全面监测等现象，而不能有效避免矿井瓦斯事故的发生的问题，本发明采用ZigBee协议栈，实现ZigBee无线通信监测系统，可以更加全面的对井下环境进行全局监测，增加了实时性，成本降低，能耗减少，使用寿命得以延长，结构简单，维护便捷等优势。

本发明技术方案是：一种基于ZigBee的无线瓦斯监测系统，包括电源管理模块、协调模块、传感模块、复位电路、报警模块；电源管理模块分别与传感模块和协调模块连接，传感模块与协调模块通过无线射频模块实现无线通信；协调模块再分别与复位电路、报警模块相连接；

所述电源管理模块包括外设电池、接口U1、自锁开关U2、AMS1117-3.3V稳压器U3、电容C1、电容C2、电阻R9；电池通过电源线连接到接口U1，U1的端口1与U2的端口2连接，端口2接地；U2的端口3连接电阻R9的一端，其它端口悬空；U3的端口1接地，端口2与端口4连接电容C1的一端，C1的另一侧接地，端口3连接电容C2，电容C2的另一端接地，电阻R9的另一端与端口3相连，端口4接Vcc端，为整个系统供电。其中电容C1、电容C2、电阻R9和U3构成稳压电路。

所述传感模块包括MQ-2传感器H1、LM393双电压比较器U8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、滑动变阻器RP1、电容C4、电容C5、LED1；H1端口1、端口2、端口3同时接地，端口4和端口6相连，连接到U8的端口2，且串接一个电阻R13并接地，端口5与电阻R12相连接后接地；U8的端口1作为输出端口，与电阻R10和U7的端口11相连，端口2与电容C5的一端连接，C5的另一端接地，端口3与滑动变阻器RP1连接，RP1两端分别接+5V电压和接地，端口4接地，端口8接+5V的电压，串接一个电容C4后接地，其它端口悬空；R10并接在LED1和R11的两端，通过LED1的亮暗程度来表示电压的变化，用于辅助灵敏度的调节。LED2与电阻R1构成电源指示灯，LED3与电阻R2相连、LED4与电阻R3相连、LED5与电阻R4相连，这三部分构成了电路工作状态指示灯，LED6与电阻R8的一端相连接，LS与R7串接并联在R8两侧，构成了报警电路，按键U4、电阻R5和电容C3构成了复位电路。