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基于MSP430F135单片机与DSl8820芯片设计煤矿瓦斯浓度

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-01-27 10:17         

  煤炭作为一种重要的能源,在工业生产等许多方面发挥着举足轻重的作用,关系着国民经济的命脉。煤炭开采中的安全问题一直是受到极大重视的。如果一旦出现安全问题,不仅会造成巨大的经济损失,而且直接到煤炭工人的生命安全。近年来,我国煤炭开采的安全问题形势不容乐观,各地矿难时有发生,特别是一些小煤矿更存在着严重的安全隐患。所以,采取现代安全监测措施势在必行。

  整个系统包括240个下位机、一个上位机和一台PC机。本系统采用无线通信方式,上位机发同步信号,下位机依次在各自时隙向上位机发送数据,每隔15分钟发送一次。瓦斯

  单片机和无线收发模块组成,用于现场监测,对采集到的数据进行打包,并通过无线收发模块将数据传给上位机。上位机也是由单片机和无线收发模块组成,主要作用是负责整个系统的同步和接收下位机发送来的数据,并转发给PC机。本系统采用TI公司生产的MSP430

  电流是微安级;速度快,最快指令周期达到125 ns,外围部件丰富,拥有A/D转换器,比较器,两个16位定时器,6个8位并行端口等。无线通信采用CHIPCON公司生产的CCl000无线 MHz范围内的ISM频段,通常应用于低功耗无线通信。温度传感器使用DALLAS公司的DSl8820。瓦斯传感器使用我国自己生产的MJC4/3.0L。2、 数据的采集DSl8820采用单总线通信方式,与单片机连接时只需要外接一个5.1 kΩ左右的上拉电阻

  简单明了。测温的范围是一55℃~+125℃。转换结果为9~12位,当结果为12位时,最小分辨率可以达到O.062 5℃。在本系统中,在初始化阶段将转换结果设置为9位,相应的分辨率为O.5℃,并且完成一次转换只需要93.75 ms,远远小于12位转换时所需的750 ms。由于在数据帧中用一个字节表示温度,所以要进行一次右移,结果为整数。

  每次数据发送之前进行10次温度数据的采集,然后取平均值,以数据更加可靠、准确。MJC4/3.0L型催化元件根据催化燃烧效应的原理工作,由检测元件和补偿元件配对组成电桥

  的两个臂,遇可燃性气体时检测元件电阻升高,桥输出电压变化,该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大,补偿元件起到温湿度补偿作用。它具有以下特点:桥输出电压呈线性,响应速度快,元件工作稳定,能够抗H2S中毒。被广泛应用于工业现场的天然气、液化气、煤气、烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。

  存储,定时到时合上开关K,放电。同样。每回发送数据之前进行10次数据采集并取平均。如果得到的结果大于设定的电压,下位机报警,现场发光二极管闪烁。3 、系统工作流程本系统是无线监测系统,下位机电采用锂电池

  MSP430F135单片机的工作电流为300μA,在睡眠状态下不到2μA。为了节约能耗,将15分钟分成90个时隙。上位机每隔lO s发一次时隙代码Tc,Tc=0x00~0x59,每次发完后转到接收状态。上位机发送的数据帧包括4个字节的前导码,1个字节的开始界定符0xF3,1个字节时隙代码TC,并加上一个字节的CRC校验码提高无线传输的可靠性,因此一个数据帧共有7个字节,约需要12 ms。(CCl000的传信率设置为4.8 kbps)

  本系统有效地采集了煤矿井下多个测点的温度和瓦斯浓度;低功耗工作延长了系统的工作寿命;无线传输降低了系统的复杂度和布线费用。系统具有很高的可靠性和性价比。

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