基于ZigBee网络的气体监测报警系统设计_罗中良

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1、第３０卷第４期计算技术与自动化Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．４２０１１年１２月ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＤｅｃ．２０１１文章编号：１００３－６１９９（２０１１）０４－０１２２－０４基于ＺｉｇＢｅｅ网络的气体监测报警系统设计罗中良１，汪华斌２，吴静１，刘刚３（１．惠州学院电子科学系，广东惠州５１６００７；２．惠州学院计算机科学系，广东惠州５１６００７；３．华南师范大学南海校区计算机工程系，广东佛山５２８２２５）摘要：针对现有气体监测系统的不足，提出一种基于ＺｉｇＢｅｅ技术的气体监测报警系统。该系

2、统采用ＴＩ公司的ＣＣ２４３０作为主控芯片，终端节点通过ＭＱ－９气体传感器的负载电压变化来判断气体是否超标，并驱动蜂鸣器和ＬＥＤ指示灯闪烁报警，同时通过ＺｉｇＢｅｅ网络发送警报消息至协调器节点，协调器节点收到警报消息后，通过协调器串口连接的ＧＳＭ模块，将气体超标警报消息发送至用户手机。关键词：无线传感器网络；ＺｉｇＢｅｅ；气体传感器；监测系统；报警系统中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：ＡＤｅｓｉｇｎｏｆＧａｓＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＡｌａｒｍＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＺｉｇＢｅｅＮｅｔｗｏｒｋ１，ＷＡＮＧＨｕａ－ｂｉｎ２

3、，ＷＵＪｉｎｇ１，ＬＩＵＧａｎｇ３ＬＵＯＺｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｉｚｈｏｕ５１６００７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐｔ．ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｉｚｈｏｕ５１６００７，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｅｐｔ．ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｈａｉＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｏｓｈａｎ５２８２２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎ

4、ｇａｔｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｇａｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｎｅｗｇａｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄａｌａｒｍｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＺｉｇＢｅｅｎｅｔｗｏｒｋｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓＴＩ＇ｓＣＣ２４３０ａｓｔｈｅｍａｓｔｅｒｃｈｉｐ，ｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌｎｏｄｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＭＱ－９ｇａｓｓｅｎ－ｓｏｒｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅｉｓｅｘｃｅｓｓｉｖｅｇａｓ，ａｎｄｄｒｉｖｅｔｈｅａｌａｒｍｂｕｚｚｅｒａｎｄｆｌａｓｈｉｎｇＬＥＤｌｉｇｈｔｓ，

5、ａｎｄｓｅｎｄａｌｅｒｔｍｅｓｓａ－ｇｅｓｖｉａａＺｉｇＢｅｅｎｅｔｗｏｒｋｔｏｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒｎｏｄｅ．Ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒｎｏｄｅｒｅｃｅｉｖｅｓａｎａｌｅｒｔｍｅｓｓａｇｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｃｏｎｎｅｃ－ｔｉｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒＧＳＭｍｏｄｕｌｅ，ａｎｄｐｕｔｔｈｅｇａｓｅｘｃｅｅｄｅｄｔｈｅａｌｅｒｔｍｅｓｓａｇｅｓｅｎｔｔｏｔｈｅｕｓｅｒ＇ｓｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｚｉｇＢｅｅ；ｇａｓｓｅｎｓｏｒ；ｍｏｎｉ

6、ｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ａｌａｒｍｓｙｓｔｅｍ［１－２］目内容。在许多情况下，常常要对气体的浓度１引言进行必要监测，若某些气体浓度过高，则可能给家［１］庭、工业生产或国家造成巨大损失。可燃气体报近年来，全国燃气行业发展迅猛，液化气天然警器通过将气体传感器探头安装在充满可燃、易爆气煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和有毒、有害气体的环境中，尤其在生产运输等场所城镇居民用户中得到广泛应用，燃气行业发展潜力可燃气体报警器可以更早的探测到有毒、有害和可巨大，根据国务院发展研究中心市场经济研究所的燃气体的存在，当气体超过了报

7、警极限后发出动调查预测，未来的五年，我国城市居民家庭对可燃作，将事故控制在事故发生率最低的情况下，起到气体报警器产品的需求旺盛。因此，在石油化工、提前预防的功效。然而目前大部分气体监测系统存在很多不足：如系统庞大，成本高，安装困难，无安全生产、环境监测、智能家居等领域，对气体尤其法远程监控，过分依赖以电线和电缆为基础的基础是有毒或可燃气体成分的监测是必不可少的一项［１－３］通信设施。本文以分布于各监测现场的传感收稿日期：２０１１－０９－１４基金项目：广东省自然科学基金项目（１０１５１６０１５０１０００００５）；广东高校优

8、秀青年创新人才培育项目（ＬＹＭ１０１２２）；惠州市科技计划项目（２０１０Ｂ０２０００８０１１，２０１０Ｂ０２０００８０１６）作者简介：罗中良（１９６８—），男，江西临川人，教授，硕士，研究方向：无线传感器网络及监测系统（Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｋ３３３３＠１６３．ｃｏｍ）；汪华斌（１９７８—），男，江西婺源人，讲师，硕士，研