無線可燃氣體檢測系統設計與實現

王　凱，王亞剛，邵惠鶴
上海理工大學工業過程自動化國家工程研究中心，上海

上海交通大學自動化系，上海

摘　　　要：可燃氣體檢測儀器是安全生產的重要保證，但目前市場上此類儀表大多為有線儀表，相對無線儀表而言，存在安裝不便、限制使用范圍等缺點。簡要介紹了３個目前工業界熱門的無線通信技術———ＺｉｇＢｅｅ、無線ＨＡＲＴ和ＷＩＡ�玻校痢Ｔ诖嘶�礎上簡要分析后，提出使用ＺｉｇＢｅｅ無線通信技術，設計了基于ＺｉｇＢｅｅ無線通信技術的無線可燃氣體檢測系統，給出了該系統和網絡節點的設計方案。目前，該系統的原型機已經實現，能夠檢測可燃氣體并在監視電腦上顯示濃度值及相關信息。根據實際情況，提出了對無線通信技術的一些看法。

關　鍵　詞：ＺｉｇＢｅｅ；無線傳感器；可燃氣體檢測

１　概　述
甲烷、一氧化碳、硫化氫等可燃、易爆氣體是造成煤炭、石油天然氣的勘探開采和化工等生產領域中重大安全事故的來源之一［１］。因此，這些行業對此類可燃氣體的檢測是安全生產中的一個非常重要的環節。而我國經濟處于高速增長期，國家對安全及環保也越來越重視，相關政策和法規陸續出臺，極大地刺激了可燃氣體檢測儀器儀表行業市場容量的迅速擴大。然而，在現有的可燃氣體泄漏檢測儀器儀表中，絕大部分是常規有線儀表，只有少數采用無線技術。有線儀表由于安裝使用時必須需要考慮信號電纜的鋪設，這就限制了可燃氣體泄漏檢測器的使用范圍，在一些難于鋪設電纜的地點或鋪設電纜成本太高的場合，就無法安裝固定式可燃氣體檢測器，只能通過人工使用便攜式可燃氣體檢測器進行定時巡檢的方式進行檢測，這就無法及時發現泄漏點，提高了事故發生的概率。而采用無線式的可燃氣體檢測器就避免了以上弊端，提高了安全性。但是目前采用無線技術的可燃氣體檢測器要么使用點對點的通信方式，要么使用自行編寫的網絡協議，勢必帶來穩定性和兼容性的問題，且現有無線可燃氣體檢測器沒有形成網絡概念，仍為沿襲傳統儀表概念，未能充分利用無線網絡優勢，發揮無線通信技術的優勢。因此未見無線式可燃氣體檢測器在工業界規模使用。本文設計的無線可燃氣體檢測系統則充分利用標準的、開發的、適用于工業現場的無線技術，適合工業用戶規模使用。

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