无线检测有害气体

只看该作者 · 2020-10-10 08:32

随着对天然气资源需求的上升，天然气的开采工作也面临着
越来越大的压力，为了满足对天然气资源的需求，近年来天然气的开采量也在持
续攀升。在追求产量的同时，天然气开采过程中存在的管理手段落后、设备老化
陈旧、维护检修不及时等问题也逐渐暴露了出来，而这些问题导致的直接结果之
一就是天然气的泄露。在天然气中，除了我们需要的甲烷之外，一般还包含硫化
氢，这是一种有毒气体，在浓度达到 1mg/L 时就可威胁个人的生命安全，而目前
开采的气田中很大一部分是高含硫气田，一旦发生大规模泄露其后果不堪设想，
因此对天然气井场中硫化氢的实时监测工作就显得格外重要了。
早期的硫化氢监测系统采用的大多是有线通信的方式来进行信号的传输，今
天我们在井场中使用的监测系统有很多仍然是基于这种通信方式的。基于这种通
信方式所设计的监测系统一般都有体积较大、安装和转移不便等缺点，而近年来
快速发展的无线传感器网络技术给这个问题提供一种解决思路，可以很好地改善
传统监测系统所存在的问题。

只看该作者 · 2020-10-10 08:34

在系统
硬件设计中，采用了德州仪器公司的 MSP430F149 芯片作为微处理器，CC2530
芯片作为无线通信模块主芯片，结合传感器、电压芯片等相关硬件设计了监测系
统的微处理器模块、电源模块、传感器模块、无线通信模块、显示模块等硬件模
块，实现了系统低功耗的要求。在系统软件设计中，通过对德州仪器公司开发的
Z-Stack 协议栈的应用，实现了系统通过 ZigBee 进行组网和通信，加上无线通信、
监测终端、路由设备等各部分的软件流程设计，从软件层面保证了系统的低功耗、
稳定性和易扩展性。

只看该作者 · 2020-10-10 08:35

硫化氢是一种无色、易燃气体，并具有强酸性和剧毒性，其毒性是一氧化碳
的五至六倍，人在一定浓度的硫化氢（约为万分之一）中停留一段时间后，就会
产生嗅觉失灵、呼吸困难直至停止的后果，在浓度较高（约为万分之五以上）时，
甚至呼吸一口此种气体就可导致死亡。除了直接威胁工作人员的生命安全之外，
硫化氢还可以与铁等金属发生化学反应，从而造成天然气管道、仪表等装置和设
备的腐蚀，这些装置和设备的腐蚀严重影响了天然气开采输送系统的稳定性和安
全性，严重的时候甚至会引发重大安全事故。

只看该作者 · 2020-10-10 08:36

只看该作者 · 2020-10-10 08:37

只看该作者 · 2020-10-10 08:38

只看该作者 · 2020-10-10 08:44

只看该作者 · 2020-10-10 08:53

只看该作者 · 2020-10-10 08:54

只看该作者 · 2020-10-10 08:57

1万 · 2020-10-10 08:57

学习学习！感谢分享

1万 · 2020-10-10 08:58

这个传感器是成品

吧？

只看该作者 · 2020-10-10 09:00

東南博士发表于 2020-10-10 08:58
这个传感器是成品吧？

您好！是成品。就是研究一下这个结构构造。

只看该作者 · 2020-10-10 09:01

硫化氢监测系统中监测探头、控制器、报警设备之间的数据、指令等的传输
都是通过无线通信进行的，因此无线通信模块的好坏直接影响着系统能否稳定、
可靠地运行。基于稳定性、扩展性、功耗等方面的综合考虑，选择德州仪器生产
的 CC2530 芯片作为系统的无线通信芯片。CC2530 芯片支持基于 IEEE802.15.4、
ZigBee 等协议的应用，可以非常方便、低成本地建立大范围、低功耗、高稳定
性的网络节点。这款芯片结合了RF收发器的性能，同时内部还集成了增强型8051
单片机，因此具有内部编程的功能（李翔，2012）。CC2530 芯片具有数种不同的
的运行模式，各模式之间转换的时间很短，且在需要的时候还可让芯片进入休眠，
这就从各个方面保证了整个系统低功耗的优点（李成春，2013）。除了在硬件方
面的领先设计之外，德州仪器公司的这款无线通信芯片在软件方面也有着出色的
表现。德州仪器公司开发了在业界处于领先地位的 Z-Stack 协议栈，此协议栈与
CC2530 芯片在软硬件两方面相辅相成，为 ZigBee 解决方案的设计提供了极大的
便利。CC2530 芯片的主要技术指标如表 2-5 所示。

只看该作者 · 2020-10-10 09:18

2万 · 2020-10-10 09:19

感谢分享！

学习学习!

只看该作者 · 2020-10-10 09:38

你需要先将MA84G564的RST脚上电拉高，然后用OCD_ICE的Icpprogrammer.exe程序选择MA84G564的型号，然后直接更新目标芯片就可以了。有可能会出现仿真器的固件版本与应用程序不匹配的更新提示，可以确认更新，

只看该作者 · 2020-10-10 09:50

只看该作者 · 2020-10-10 09:51

网络规模大
无线传感器网络的规模大体现在两个方面，一方面是无线传感器网络分布和
监测的范围大，例如对森林或草原范围内的生态环境进行监测；另一方面是在无
线传感器网络监测的范围内部署的传感器节点密度很大，在需要监测的区域内部
署了数量庞大的传感器节点。当网络规模足够大以后，可以使得系统在数据的准
确性、可靠性等方面有更好的表现，主要体现在：一是可以使无线传感器网络监
测到更大的范围，二是在监测范围内可以使得监测数据更加准确，三是可以提高
系统的鲁棒性，即使系统中的某些传感器节点无法正常工作室，也有足够的传感
器节点可以提供监测数据。

只看该作者 · 2020-10-10 09:54

自组织网络
无线传感器网络中的传感器节点在组建网络时，不需要过多的人为干预，可
以通过事先选定的通信协议和机制自行组织通信网络，这在实际应用中非常重要。
因为在实际环境中，很有可能遇到传感器节点因为某些原因不能正常工作而推出
传感器网络，或者在有需要时加入一些节点到传感器网络中的情况，在这些情况
下如果每次都需要人为介入以重新组织传感器网络无疑大大增加了工作量和网
络的不稳定性。而在无线传感器网络遇到这些情况是，可以自行在原有传感器节
点退出或新的传感器节点加入后自行重新组建新的传感器网络，从而大大增加了
无线传感器网络的应用价值。

无线检测有害气体

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