基于單片機的分布式無線氣體監測裝置

摘要 針對目前市場上氣體檢測設備存在檢測種類單一、可調性差、適用性較低等問題，設計了一種根據實際需要，用戶可自由選擇檢測氣體種類的無線氣體檢測系統。該系統由MQ系列氣體傳感器、ADC0809、STC89C52、NRF905無線收發模塊和LCD顯示等構成。測試證明，當傳感器檢測到氣體濃度超標時，實現系統自動報警。
關鍵詞 單片機；多功能；分布式；無線；氣體監測

目前，在實際生產、生活的諸多領域中，氣體檢測都有著廣泛的應用，它不僅適用于石油、化工、冶金等工業現場，也同樣適用于家庭、商場、加油站等各種生活服務場所。不過，正是因為其適用領域較多，而帶來了一系列問題。例如，有些場合由于環境復雜，線路鋪
設、檢修十分困難，而且線路故障、老化等不可見因素的存在，也成為了安全隱患。其次，不同的領域對于檢測氣體的類型需求也不同，市場上出現了多種類型的氣體檢測裝置，雖然也可達到用戶要求，但是這無疑提高了成本，降低了裝置的適用性，造成資源浪費。針對這些問題，設計了一種可靠的能夠讓用戶自行選擇檢測氣體種類的分布式無線氣體檢測裝置，用來應對復雜高危的工作環境，解決有線傳輸帶來的布線困難、故障檢查困難等缺點，最大程度上滿足不同用戶的需求，提高系統的適應性和監測能力。

1 系統設計
設計的氣體監測裝置以多功能、易操作、穩定可靠為目的，實現多種氣體無線監測的功能，系統結構框圖如圖1所示。首先，用戶根據具體需要，確定要監測的氣體種類，選擇特定的傳感模塊，并接入到分機指定的接口，系統設計最多可接入8種不同的氣體檢測模塊。系統正常工作時，分機監測各氣體傳感模塊，一旦發現某氣體濃度超標，單片機接收到相應氣體傳感器發出的信號，啟動無線發射單元，向主機發送信息。主機接收到的數據，經過處理分析，送到液晶顯示，并啟動報警電路。

2 MQ系列氣體傳感模塊
在選擇傳感器時，一定要考慮到穩定性、靈敏度、選擇性和抗腐蝕性，系統采用MQ系列的氣體傳感器來監測氣體濃度信息。MQ系列氣體傳感器是氣敏傳感器，其具有很高的靈敏度良好的選擇性、長期的使用壽命和可靠的穩定性。MQ型氣敏傳感器由微型陶瓷管和敏感層，測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。該系列氣敏傳感器類型全面，包括MQ-2煙霧傳感器、MQ-3酒精傳感器、MQ-4甲烷傳感器、MQ-5液化氣傳感器、MQ-8氫氣傳感器等多種氣敏傳感器，同時各個傳感器之間電路通用性強，能夠滿足不同場所中的氣體檢測要求。