苯泄漏無線傳感網(wǎng)安全預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和安全生產(chǎn)意識的不斷加強(qiáng)，對化工行業(yè)中廣泛使用的原材料氣體泄漏監(jiān)測也向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。苯是非常重要的化工原料，但它的致癌性和爆炸性會對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。本文分析了國內(nèi)外苯檢測技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要和國家相關(guān)要求，設(shè)計(jì)了苯泄漏無線傳感網(wǎng)安全預(yù)警系統(tǒng)。
　　本文以Wi-Fi自組織網(wǎng)絡(luò)為無線通信核心架構(gòu)，設(shè)計(jì)了星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);利用同步休眠機(jī)制優(yōu)化了通信協(xié)議，通過人工魚群算

2、法優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)覆蓋率;以大功率無線網(wǎng)橋作為數(shù)據(jù)中繼控制和接收檢測終端數(shù)據(jù)，并發(fā)送至上位機(jī)界面;在VisualC++平臺下開發(fā)了友好交互的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場濃度變化、越線報(bào)警，同時(shí)具有查詢歷史報(bào)警事件、設(shè)置各監(jiān)測點(diǎn)的報(bào)警值等功能。
　　硬件上以MSP430F149微處理器為開發(fā)平臺，設(shè)計(jì)了電化學(xué)傳感器變送電路，與電源模塊、微處理器模塊、顯示及報(bào)警模塊等共同構(gòu)建檢測終端，模塊化的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性與可擴(kuò)展性。軟件上嵌入傳感器的溫

3、度補(bǔ)償與濃度擬合算法，編寫了終端的底層驅(qū)動程序，軟件補(bǔ)償使檢測數(shù)據(jù)更加真實(shí)可靠。
　　對設(shè)計(jì)完成的樣機(jī)開展了系統(tǒng)誤差、重復(fù)性、響應(yīng)時(shí)間、通信距離、丟包率等性能指標(biāo)測試以及高低溫、高低濕、振動跌落等環(huán)境實(shí)驗(yàn)。最后分析了泄漏預(yù)警模型，針對不同的環(huán)境因素對泄露擴(kuò)散造成的影響，在MATLAB中進(jìn)行模擬仿真。
　　測試結(jié)果表明:系統(tǒng)覆蓋半徑達(dá)到500m，測量示值誤差不超過5％，分辨率為1ppm，響應(yīng)時(shí)間小于23s，重復(fù)性誤差小于2％，