ＺｉｇＢｅｅ技术在气体浓度监控系统中的应用.doc

ＺｉｇＢｅｅ技术在气体浓度监控系统中的应用 　　摘要：文章介绍了基于ZigBee无线传感器网络的气体浓度监测系统的组成结构，适用于冶炼厂环境下对各种气体的检测。凭借基于ZigBee技术的无线传感器网络节点移动灵活、组网简单、成本低、网络易维护等特点，该监测系统有着很大的推广应用价值。 　　关键词：监控系统；无线传感器网络；ZigBee；CC2430 　　中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)05-1235-02 　　Application of ZigBee Technology in The Concentration of Gas Moitoring System 　　YUAN Wen-ding,LIN Chang-hua 　　(School of Imformation Control Engineering,Xian University of Architecture and Technology,Shanxi,Xian 710055,China) 　　Abstract: The paper introduced structure of mine monitoring system based on ZigBee wireless sensor network, which is adapted to gas monitor in environment of smeltery.The monitoring system has great application value in mine by right of characteristics of ZigBee wireless sensor network ,such as node movable ,rapid and simple in networking , low cost , easy maintenance. 　　Key words: monitoring system; wireless sensor network;ZigBee;CC2430 　　 　　1 引言 　　 　　无线传感网络是大量的具有无线通信能力、体积小、能源受限的传感器节点组成的无线网络。由于无线传感网络的特点，可以解决一些高危险环境下，人工方式现场采集困难，工作量大，实时性差，布线难度大、成本高等问题。 　　金川集团公司是中国最大的镍及贵金属生产基地，贵金属车间从镍电解阳极泥中分离出铂、钯、金、锇、铱、铑、钌等贵金属，并提纯为纯金属的过程称为贵金属的分离提纯。在提纯过程中，需要分离大量的铜，分离铜的过程采用氯气浸出工艺，在生产过程中，应用到大量的氯气，二氧化硫、甲醛等危险气体，这些气体腐蚀性强，毒性大，一旦泄漏就会危及人身安全，为保证过程安全，在生产车间不同的空间布置了大量的氯气、二氧化硫、甲醛等浓度监测传感器。原采用的测量参数传输用有线传输方式，大量的传输导线分布在车间内，因生产过程很强的腐蚀性，经常损坏传输导线，造成测量故障，空间内布置传感器由于吊装受吊装设备影响无法铺设电缆，无法实现检测，造成了测量盲区。因此无线传感网络对这类高危环境下的数据采集以及传输应用的环境监测系统具有显著的优势。 　　 　　2 ZigBee 概述 　　 　　ZigBee技术是一种应用于短距离范围内、低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。“ZigBee”的名字源于蜂群使用的赖以生存的通信方式――zig-zag形状的舞蹈，来通知同伴发现新食物的位置、距离、方向等信息。ZigBee是基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，其频段是免费开放的，分别是2.4GHz（全球）、915MHz（美国）、868MHz（欧洲），分别提供250kb/s、40kb/s、20kb/s的传输速率。为了避免干扰，各频段采用直接序列扩频技术。根据节点的不同，ZigBee设备可分为全功能设备（Full-Function Device，FFD）与半功能设备（Reduced-Function Device，RFD）。 　　从表1 中可以看出, ZigBee 技术与其他几种无线技术相比较，其优势在于协议简单、成本低、功耗小、可靠性高、组网容易，这些特点满足工业控制、工业无线定位、家庭网络、楼宇自动化、消费产品等多个领域。 　　 　　3 系统总体方案概述 　　 　　系统构成框架如图1所示，在车间内安装若干无线传感器终端节点，对被测对象进行实时数据采集，通过ZigBee无线技术发送至协调器。协调器对数据进行初步处理，并通过串行通信接口以及网关连接DCS工业控制网，并将实时数据送至服务器，由连接至服务器上的监控中心对数据进行监控