苯泄漏無線傳感網(wǎng)安全預警系統(tǒng)的設計.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和安全生產(chǎn)意識的不斷加強，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產(chǎn)安全造成威脅。本文分析了國內外苯檢測技術和無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展，結合實際生產(chǎn)需要和國家相關要求，設計了苯泄漏無線傳感網(wǎng)安全預警系統(tǒng)。
　　本文以Wi-Fi自組織網(wǎng)絡為無線通信核心架構，設計了星型網(wǎng)絡拓撲結構;利用同步休眠機制優(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)送至上位機界面;在VisualC++平臺下開發(fā)了友好交互的人機界面，實時監(jiān)測現(xiàn)場濃度變化、越線報警，同時具有查詢歷史報警事件、設置各監(jiān)測點的報警值等功能。
　　硬件上以MSP430F149微處理器為開發(fā)平臺，設計了電化學傳感器變送電路，與電源模塊、微處理器模塊、顯示及報警模塊等共同構建檢測終端，模塊化的設計增強了系統(tǒng)的靈活性與可擴展性。軟件上嵌入傳感器的溫

3、度補償與濃度擬合算法，編寫了終端的底層驅動程序，軟件補償使檢測數(shù)據(jù)更加真實可靠。
　　對設計完成的樣機開展了系統(tǒng)誤差、重復性、響應時間、通信距離、丟包率等性能指標測試以及高低溫、高低濕、振動跌落等環(huán)境實驗。最后分析了泄漏預警模型，針對不同的環(huán)境因素對泄露擴散造成的影響，在MATLAB中進行模擬仿真。
　　測試結果表明:系統(tǒng)覆蓋半徑達到500m，測量示值誤差不超過5％，分辨率為1ppm，響應時間小于23s，重復性誤差小于2％，