基于ZigBee的無線氣體監測系統的設計方案[2]

互聯網技術責任編輯：zjiahuan 2012-04-01

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摘要：1.2系統的特點無線氣體監測系統具有以下幾方面的特點：（1）采用ZigBee技術作為無線通訊方式目前常用的無線通信技術有Wi-Fi、超寬帶通信UWB、藍牙、紅外數據通信IrDA、ZigBee等，綜合比較了以上幾種無線通信方式，zigBee技術具有省電、通信可靠、成本低廉、網絡容量大、白組織能力強等優點,因此ZigBee技術能夠很好的應用于無線氣體監

1.2 系統的特點

無線氣體監測系統具有以下幾方面的特點：

（1）采用ZigBee技術作為無線通訊方式

目前常用的無線通信技術有Wi-Fi、超寬帶通信UWB、藍牙、紅外數據通信IrDA、ZigBee等，綜合比較了以上幾種無線通信方式，zigBee技術具有省電、通信可靠、成本低廉、網絡容量大、白組織能力強等優點 ,因此ZigBee技術能夠很好的應用于無線氣體監控系統。

（2）低功耗

系統的終端節點-- 無線氣體檢測變送器數量多，由電池供電，往往放置存無人值守的地方，不便更換節點的電池，因此實現節點的低功耗，既是捉高節點性能的重要指標，也是延長整個系統生命周期的重要下段。該系統的無線氣體監測變送器采用一次性2號鋰電池供電，存正常工作條件下的使用壽命不小于2 0000小時。

2 無線氣體檢測變送器的設計

2.1 無線氣體檢測變送器的硬件設計

無線氣體檢測變送器是整個系統的前端采集設各，也是系統最核心的組件 ,該變送器由中央處理單元、測量電路、A/D轉換、數字顯示、RF無線通信等單元電路組成。敏感元件產生的信號繹線性放大后 ,經A/D轉換器轉換，直接送往單片機進行數據處理，來完成變送器的顯示、通信等功能。

中央處理器采用MICROCHI P公司的帶有LCD驅動器、采用納瓦技術的64引腳8位CMOS閃存單片機PIC16F946,此單片機可以通過軟件選擇時鐘來擰制功耗管理模式，即存運行時開啟C PU和外設，空閑時開啟外設但關閉CPU,休眠時則關閉CPU和外設；A/D轉換單元采用的是TI公司的12位AD,采樣速度在200kSPS的ADS7866,在此A/D轉換單了亡中ADS7866的~作電壓存1.3 V,達到了節省功耗的目的。

運算放大器采用LTc1495,工作電流僅為1.5 uA,±2.5V穩壓芯片也采用低功耗芯片，在滿足性能需要的基礎上，最大限度的降低功耗。

無線通信模塊采用Atmel公司推出的世界上首款l曲向中國無線市場、工作在780MHz頻段并符合IEEE802.15.4標準的無線收發芯片AT86RF212,我圍無線個域網標準經無線電委員會批準，開放了78 0MH z頻段，在此頻段下，空間損耗較2.4Ghz頻段小，能夠獲得更好的傳輸性能。

2.2 無線氣體檢測變送器軟件設計

主程序處理模塊用來調用其它模塊完成需要實現的功能；采樣處理及補償模塊負責采集并處理模數轉換后的數據并做相應的線性補償；按鍵查詢處理模塊負責按鍵動作管理；顯爾模塊用來實現液晶顯示 ;參數管理模塊負責參數的保存和處理；白檢模塊負責完成初始化；無線通信模塊負責檢測數據的發送。

無線氣體檢測變送器的主要功能是通過氣體傳感器對被測對象進行數據采集，通過無線發送模塊發送至路由器（或協調器）。在正常工作狀念下，每1 5秒發送一次數據，報警狀態下每8秒鐘發送1次數據。

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