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基于ZigBee的无线气体监测系统的设计方案[2]

互联网技术责任编辑：zjiahuan 2012-04-01

摘要：1.2系统的特点无线气体监测系统具有以下几方面的特点：（1）采用ZigBee技术作为无线通讯方式目前常用的无线通信技术有Wi-Fi、超宽带通信UWB、蓝牙、红外数据通信IrDA、ZigBee等，综合比较了以上几种无线通信方式，zigBee技术具有省电、通信可靠、成本低廉、网络容量大、白组织能力强等优点,因此ZigBee技术能够很好的应用于无线气体监

1.2 系统的特点

无线气体监测系统具有以下几方面的特点：

（1）采用ZigBee技术作为无线通讯方式

目前常用的无线通信技术有Wi-Fi、超宽带通信UWB、蓝牙、红外数据通信IrDA、ZigBee等，综合比较了以上几种无线通信方式，zigBee技术具有省电、通信可靠、成本低廉、网络容量大、白组织能力强等优点 ,因此ZigBee技术能够很好的应用于无线气体监控系统。

（2）低功耗

系统的终端节点-- 无线气体检测变送器数量多，由电池供电，往往放置存无人值守的地方，不便更换节点的电池，因此实现节点的低功耗，既是捉高节点性能的重要指标，也是延长整个系统生命周期的重要下段。该系统的无线气体监测变送器采用一次性2号锂电池供电，存正常工作条件下的使用寿命不小于2 0000小时。

2 无线气体检测变送器的设计

2.1 无线气体检测变送器的硬件设计

无线气体检测变送器是整个系统的前端采集设各，也是系统最核心的组件 ,该变送器由中央处理单元、测量电路、A/D转换、数字显示、RF无线通信等单元电路组成。敏感元件产生的信号绎线性放大后 ,经A/D转换器转换，直接送往单片机进行数据处理，来完成变送器的显示、通信等功能。

中央处理器采用MICROCHI P公司的带有LCD驱动器、采用纳瓦技术的64引脚8位CMOS闪存单片机PIC16F946,此单片机可以通过软件选择时钟来拧制功耗管理模式，即存运行时开启C PU和外设，空闲时开启外设但关闭CPU,休眠时则关闭CPU和外设；A/D转换单元采用的是TI公司的12位AD,采样速度在200kSPS的ADS7866,在此A/D转换单了亡中ADS7866的~作电压存1.3 V,达到了节省功耗的目的。

运算放大器采用LTc1495,工作电流仅为1.5 uA,±2.5V稳压芯片也采用低功耗芯片，在满足性能需要的基础上，最大限度的降低功耗。

无线通信模块采用Atmel公司推出的世界上首款l曲向中国无线市场、工作在780MHz频段并符合IEEE802.15.4标准的无线收发芯片AT86RF212,我围无线个域网标准经无线电委员会批准，开放了78 0MH z频段，在此频段下，空间损耗较2.4Ghz频段小，能够获得更好的传输性能。

2.2 无线气体检测变送器软件设计

主程序处理模块用来调用其它模块完成需要实现的功能；采样处理及补偿模块负责采集并处理模数转换后的数据并做相应的线性补偿；按键查询处理模块负责按键动作管理；显尔模块用来实现液晶显示 ;参数管理模块负责参数的保存和处理；白检模块负责完成初始化；无线通信模块负责检测数据的发送。

无线气体检测变送器的主要功能是通过气体传感器对被测对象进行数据采集，通过无线发送模块发送至路由器（或协调器）。在正常工作状念下，每1 5秒发送一次数据，报警状态下每8秒钟发送1次数据。

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