无线传感器网络气体监测系统的研究与设计开题报告.ppt

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1、无线传感器网络气体监测系统的研究无线传感器网络气体监测系统的研究与设计与设计目录目录一一一一 选题的依据和意义选题的依据和意义选题的依据和意义选题的依据和意义 二二二二 国内外现状及发展趋势国内外现状及发展趋势国内外现状及发展趋势国内外现状及发展趋势三三三三 研究内容研究内容研究内容研究内容四四四四 准备工作情况和主要工作措施准备工作情况和主要工作措施准备工作情况和主要工作措施准备工作情况和主要工作措施五五五五 工作计划工作计划工作计划工作计划六六六六 预期成果预期成果预期成果预期成果七七七七 难点和创新点难点和创新点难点和创新点难点和创新点八八八八 参考文献参考文献参考文献参考文献煤煤煤煤田

2、田田田火火火火区区区区治治治治理理理理是是是是一一一一个个个个世世世世界界界界性性性性难难难难题题题题，在在在在全全全全球球球球范范范范围围围围内内内内除除除除了了了了南南南南极极极极洲洲洲洲以以以以外外外外，其其其其他他他他几几几几大大大大洲洲洲洲都都都都存存存存在在在在地地地地下下下下煤煤煤煤火火火火现现现现象象象象。美美美美国国国国、印印印印度度度度等等等等国国国国家家家家同同同同样样样样受受受受到到到到煤煤煤煤田田田田自自自自燃燃燃燃引引引引发发发发灾灾灾灾害害害害的的的的困困困困扰扰扰扰。我我我我国国国国煤煤煤煤田田田田火火火火区区区区主主主主要要要要分分分分布布布布在在在在新新新新

3、疆疆疆疆、宁宁宁宁夏夏夏夏和和和和内内内内蒙蒙蒙蒙古古古古。这这这这三三三三个个个个自自自自治治治治区区区区的的的的煤煤煤煤炭炭炭炭储储储储量量量量约约约约占占占占全全全全国国国国储储储储量量量量的的的的80808080以以以以上上上上，可可可可是是是是这这这这些些些些地地地地区区区区又又又又是是是是全全全全国国国国煤煤煤煤田田田田火火火火灾灾灾灾最最最最为为为为严严严严重重重重的的的的省省省省区区区区。据据据据有有有有关关关关部部部部门门门门估估估估算算算算，这这这这3 3 3 3个个个个自自自自治治治治区区区区潜潜潜潜在在在在燃燃燃燃烧烧烧烧面面面面积积积积多多多多达达达达72072072

4、0720平平平平方方方方公公公公里里里里，燃燃燃燃烧烧烧烧的的的的煤煤煤煤火火火火每每每每年年年年破破破破坏坏坏坏煤煤煤煤炭炭炭炭资资资资源源源源多多多多达达达达2 2 2 2亿亿亿亿吨吨吨吨，燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时排排排排放放放放出出出出大大大大量量量量的的的的有有有有毒毒毒毒有有有有害害害害气气气气体体体体严严严严重重重重地地地地污污污污染染染染了了了了大大大大气气气气环环环环境境境境，在在在在对对对对流流流流层层层层会会会会形形形形成成成成大大大大范范范范围围围围的的的的酸酸酸酸雨雨雨雨，并并并并可可可可能能能能破破破破坏坏坏坏臭臭臭臭氧氧氧氧层层层层，给给给给当当当当地地地地的自然环

5、境和人民生活带来很大的威胁。的自然环境和人民生活带来很大的威胁。的自然环境和人民生活带来很大的威胁。的自然环境和人民生活带来很大的威胁。一一 选题的依据和意义选题的依据和意义 选题的依据和意义选题的依据和意义往往往往往往往往煤煤煤煤田田田田有有有有多多多多处处处处自自自自燃燃燃燃着着着着火火火火区区区区，不不不不可可可可能能能能同同同同时时时时去去去去灭灭灭灭火火火火，因因因因此此此此可可可可根根根根据据据据着着着着火火火火点点点点空空空空气气气气污污污污染染染染的的的的严严严严重重重重程程程程度度度度来来来来决决决决定定定定优优优优先先先先灭灭灭灭火火火火。在在在在煤煤煤煤田田田田着着着着火

6、火火火区区区区域域域域密密密密集集集集布布布布设设设设无无无无线线线线传传传传感感感感器器器器网网网网络络络络气气气气体体体体监监监监测测测测节节节节点点点点可可可可以以以以实实实实时时时时地地地地远远远远程程程程监监监监测测测测的的的的有有有有害害害害气气气气体体体体排排排排放放放放的的的的情情情情况况况况，这这这这充充充充分分分分体体体体现现现现了了了了无无无无线线线线传传传传感感感感器器器器网网网网络络络络的的的的特特特特点点点点。监监监监测测测测人人人人员员员员不不不不用用用用到到到到现现现现场场场场也也也也可可可可监监监监测测测测气气气气体体体体排排排排放放放放情情情情况况况况，保保

7、保保护护护护了了了了监监监监测测测测人人人人员员员员的的的的安安安安全全全全，为为为为进进进进一一一一步步步步治治治治理理理理当当当当地地地地的的的的空空空空气气气气污污污污染染染染提提提提供供供供依依依依据据据据，最最最最终终终终达达达达到保护空气环境、节能减排的目的。到保护空气环境、节能减排的目的。到保护空气环境、节能减排的目的。到保护空气环境、节能减排的目的。节节节节能能能能减减减减排排排排指指指指的的的的是是是是减减减减少少少少能能能能源源源源浪浪浪浪费费费费和和和和降降降降低低低低废废废废气气气气排排排排放放放放。我我我我国国国国“十十十十一一一一五五五五”规规规规划划划划纲纲纲纲要

8、要要要提提提提出出出出，“十十十十一一一一五五五五”期期期期间间间间单单单单位位位位国国国国内内内内生生生生产产产产总总总总值值值值能能能能耗耗耗耗降低降低降低降低20202020左右、主要污染物排放总量减少左右、主要污染物排放总量减少左右、主要污染物排放总量减少左右、主要污染物排放总量减少10101010。选题的依据和意义选题的依据和意义节节节节能能能能减减减减排排排排是是是是贯贯贯贯彻彻彻彻落落落落实实实实科科科科学学学学发发发发展展展展观观观观、构构构构建建建建社社社社会会会会主主主主义义义义和和和和谐谐谐谐社社社社会会会会的的的的重重重重大大大大举举举举措措措措；是是是是建建建建设设设

9、设资资资资源源源源节节节节约约约约型型型型、环环环环境境境境友友友友好好好好型型型型社社社社会会会会的的的的必必必必然然然然选选选选择择择择；是是是是推推推推进进进进经经经经济济济济结结结结构构构构调调调调整整整整，转转转转变变变变增增增增长长长长方方方方式式式式的的的的必必必必由由由由之之之之路路路路；是是是是维维维维护护护护中中中中华华华华民族长远利益的必然要求。民族长远利益的必然要求。民族长远利益的必然要求。民族长远利益的必然要求。节节节节能能能能减减减减排排排排意意意意义义义义深深深深远远远远，这这这这应应应应该该该该是是是是一一一一项项项项全全全全社社社社会会会会、全全全全球球球球性

10、性性性的的的的自自自自发发发发行行行行为为为为。我我我我们们们们要要要要保保保保护护护护我我我我们们们们的的的的生生生生存存存存环环环环境境境境，为为为为我我我我们们们们的的的的后后后后代代代代着着着着想想想想，而而而而绝绝绝绝对对对对不不不不能能能能为为为为了了了了眼眼眼眼前前前前的的的的利利利利益益益益以以以以破破破破坏坏坏坏环环环环境境境境为为为为代代代代价价价价。只只只只有有有有坚坚坚坚持持持持节节节节约约约约发发发发展展展展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。清洁发展、安全发展，才

11、能实现经济又好又快发展。二二 国内外研究现状及发展趋势国内外研究现状及发展趋势国国国国外外外外在在在在气气气气体体体体检检检检测测测测仪仪仪仪的的的的研研研研究究究究主主主主要要要要集集集集中中中中在在在在气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器的的的的气气气气敏敏敏敏材材材材料料料料的的的的创创创创新新新新以以以以及及及及复复复复合合合合气气气气体体体体采采采采集集集集的的的的实实实实现现现现上上上上。气气气气体体体体检检检检测测测测仪仪仪仪做做做做成成成成便便便便携携携携式式式式的的的的和和和和固固固固定定定定式式式式的的的的两两两两种种种种。现现现现在在在在的的的的气气气气体体体体检检检

12、检测测测测仪仪仪仪多多多多集集集集中中中中于于于于气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器阵阵阵阵列列列列电电电电子子子子鼻鼻鼻鼻系系系系统统统统，可可可可检检检检测测测测多多多多种种种种气气气气体体体体。日日日日本本本本费费费费加加加加罗罗罗罗公公公公司司司司发发发发明明明明的的的的TGSTGSTGSTGS系系系系列列列列半半半半导导导导体体体体式式式式气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器优优优优良良良良的的的的长长长长期期期期稳稳稳稳定定定定性性性性和和和和可可可可靠靠靠靠性性性性以以以以在在在在全全全全世世世世界界界界获获获获得得得得广广广广泛泛泛泛确确确确认认认认。美美美美国国国国

13、英英英英思思思思科科科科公公公公司司司司（Industrial Industrial Industrial Industrial Scientific Scientific Scientific Scientific CorporationCorporationCorporationCorporation）是是是是全全全全球球球球知知知知名名名名的的的的设设设设计计计计制制制制造造造造和和和和销销销销售售售售工工工工业业业业级级级级便便便便携携携携式式式式和和和和固固固固定定定定式式式式有有有有毒毒毒毒有有有有害害害害气气气气体体体体检检检检测测测测仪仪仪仪的的的的专专专专业业业业公公公公司司

14、司司。Industrial Industrial Industrial Industrial ScientificScientificScientificScientific已已已已成成成成为为为为全全全全球球球球坚坚坚坚固固固固可可可可靠靠靠靠的的的的气气气气体体体体监监监监测测测测仪仪仪仪器器器器(系统系统系统系统)的代名词。的代名词。的代名词。的代名词。M40M M40M M40M M40M 煤煤煤煤矿矿矿矿专专专专用用用用4 4 4 4气气气气体体体体检检检检测测测测仪仪仪仪：首首首首家家家家获获获获得得得得煤煤煤煤安安安安MAMAMAMA认认认认证证证证 ，锂锂锂锂电电电电池池池池可

15、可可可连连连连续续续续工工工工作作作作18181818小小小小时时时时，超超超超大大大大LCDLCDLCDLCD显显显显示示示示，75757575小小小小时时时时数数数数据据据据记记记记录录录录，50505050英英英英尺尺尺尺远远远远程程程程采采采采样样样样，可可可可检检检检测测测测氧氧氧氧气气气气（O2O2O2O2）、甲甲甲甲烷烷烷烷气气气气体体体体（CH4CH4CH4CH4）、一氧化碳一氧化碳一氧化碳一氧化碳(CO)(CO)(CO)(CO)、硫化氢（、硫化氢（、硫化氢（、硫化氢（H2SH2SH2SH2S）。）。）。）。T40 T40 T40 T40 单单单单气气气气体体体体检检检检测测测

16、测仪仪仪仪，使使使使用用用用普普普普通通通通5 5 5 5号号号号电电电电池池池池，容容容容易易易易更更更更换换换换，翻翻翻翻盖盖盖盖标标标标定定定定罩罩罩罩，美美美美国国国国专专专专利利利利，标标标标定定定定简简简简便便便便，重重重重量量量量轻轻轻轻、体体体体积积积积小小小小，获获获获得得得得中中中中国国国国煤煤煤煤安安安安MAMAMAMA认认认认证证证证，超超超超大大大大LCDLCDLCDLCD液液液液晶晶晶晶显显显显示示示示屏屏屏屏能能能能清清清清晰晰晰晰的的的的读读读读出出出出气气气气体体体体浓浓浓浓度度度度、种类、峰值和高、低浓度报警水平，可检测种类、峰值和高、低浓度报警水平，可检测

17、种类、峰值和高、低浓度报警水平，可检测种类、峰值和高、低浓度报警水平，可检测HSHSHSHS或或或或COCOCOCO。国内外研究现状及发展趋势国内外研究现状及发展趋势国内外研究现状及发展趋势国内外研究现状及发展趋势北北北北京京京京市市市市朝朝朝朝阳阳阳阳区区区区一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳预预预预警警警警系系系系统统统统是是是是国国国国内内内内气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器检检检检测测测测气气气气体体体体的的的的一一一一个个个个物物物物联联联联网网网网的的的的特特特特例例例例。该该该该系系系系统统统统通通通通过过过过在在在在房房房房屋屋屋屋内内内内安安安安装装装装监监监监控控控控

18、探探探探测测测测器器器器和和和和无无无无线线线线传传传传输输输输模模模模块块块块3 3 3 3万万万万只只只只，对对对对空空空空气气气气中中中中的的的的一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳浓浓浓浓度度度度进进进进行行行行24242424小小小小时时时时实实实实时时时时监监监监控控控控。2010201020102010年年年年春春春春节节节节期期期期间间间间，各各各各监监监监控控控控中中中中心心心心共共共共收收收收到到到到一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳浓浓浓浓度度度度超超超超标标标标报报报报警警警警信信信信息息息息194194194194例例例例，所所所所有有有有报报报报警警警警全全全全部部部部按

19、按按按照照照照既既既既定定定定流流流流程程程程进进进进行行行行了了了了及及及及时时时时处处处处置置置置，通通通通过过过过防防防防手手手手段段段段减减减减少少少少人人人人防防防防工工工工作作作作量量量量，提提提提高高高高对对对对一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳中中中中毒毒毒毒事事事事件件件件的的的的防防防防控控控控水水水水平平平平，有有有有效效效效确确确确保保保保了了了了百百百百生生生生安安安安居居居居乐乐乐乐业业业业、社社社社会会会会安安安安全全全全稳定。稳定。稳定。稳定。国内外研究现状及发展趋势国内外研究现状及发展趋势煤煤煤煤炭炭炭炭科科科科学学学学研研研研究究究究总总总总院院院院重重重重庆

20、庆庆庆研研研研究究究究院院院院研研研研发发发发的的的的GTH500(B)GTH500(B)GTH500(B)GTH500(B)型型型型一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳传传传传感感感感器器器器。该该该该检检检检测测测测仪仪仪仪主主主主要要要要用用用用于于于于监监监监测测测测煤煤煤煤矿矿矿矿井井井井下下下下环环环环境境境境气气气气体体体体中中中中一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳的的的的浓浓浓浓度度度度，能能能能在在在在具具具具有有有有瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯或或或或煤煤煤煤尘尘尘尘爆爆爆爆炸炸炸炸等等等等危危危危险险险险恶恶恶恶劣劣劣劣的的的的环环环环境境境境中中中中对对对对煤煤煤煤的的的的自自自自燃燃燃

21、燃等等等等各各各各种种种种内内内内、外外外外因因因因造造造造成成成成的的的的火火火火灾灾灾灾实实实实现现现现就就就就地地地地监监监监测测测测和和和和遥遥遥遥测测测测。它它它它采采采采用用用用高高高高性性性性能能能能进进进进口口口口电电电电化化化化学学学学原原原原理理理理的的的的气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器7E/F(7E/F(7E/F(7E/F(英英英英国国国国CITY)CITY)CITY)CITY)，在在在在整整整整个个个个硬硬硬硬件件件件软软软软件件件件设设设设计计计计中中中中，采采采采取取取取多多多多种种种种抗抗抗抗干干干干扰扰扰扰措措措措施施施施，满满满满足足足足国国国国家家

22、家家相相相相关关关关标标标标准准准准的的的的电电电电磁磁磁磁兼兼兼兼容容容容要要要要求求求求，具具具具有有有有性性性性能能能能稳稳稳稳定定定定、测测测测量量量量精精精精度度度度高高高高、响响响响应应应应速速速速度度度度快快快快、故故故故障障障障自自自自检检检检、结结结结构构构构坚坚坚坚固固固固、易易易易使使使使用用用用易易易易维维维维护护护护等等等等特特特特点。点。点。点。气体检测仪器的发展方向气体检测仪器的发展方向 气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器的的的的研研研研究究究究涉涉涉涉及及及及面面面面广广广广、难难难难度度度度大大大大，属属属属于于于于多多多多学学学学科科科科交交交交叉叉叉

23、叉的的的的研研研研究究究究内内内内容容容容。气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器智智智智能能能能化化化化是是是是其其其其发发发发展展展展的的的的必必必必由由由由之之之之路路路路。智智智智能能能能气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器将将将将在在在在充充充充分分分分利利利利用用用用微微微微机机机机械械械械与与与与微微微微电电电电子子子子技技技技术术术术、计计计计算算算算机机机机技技技技术术术术、信信信信号号号号处处处处理理理理技技技技术术术术、电电电电路路路路与与与与系系系系统统统统、传传传传感感感感技技技技术术术术、神神神神经经经经网网网网络络络络技技技技术术术术、模模模模糊糊糊糊理理理

24、理论论论论等等等等多多多多学学学学科科科科综综综综合合合合技技技技术术术术的的的的基基基基础础础础上上上上得得得得到到到到发发发发展展展展。气气气气敏敏敏敏材材材材料料料料的的的的开开开开发发发发和和和和根根根根据据据据不不不不同同同同原原原原理理理理进进进进行行行行检检检检测测测测器器器器结结结结构构构构的的的的合合合合理理理理设设设设计计计计一一一一直直直直受受受受到到到到研研研研究究究究人人人人员员员员的的的的关关关关注注注注。未来气体传感器的发展也将围绕这两方面展开工作。未来气体传感器的发展也将围绕这两方面展开工作。未来气体传感器的发展也将围绕这两方面展开工作。未来气体传感器的发展也将

25、围绕这两方面展开工作。目目目目前前前前仿仿仿仿生生生生气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器也也也也在在在在研研研研究究究究中中中中。警警警警犬犬犬犬的的的的鼻鼻鼻鼻子子子子就就就就是是是是一一一一种种种种灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度和和和和选选选选择择择择性性性性都都都都非非非非常常常常好好好好的的的的理理理理想想想想气气气气敏敏敏敏传传传传感感感感器器器器，结结结结合合合合仿仿仿仿生生生生学学学学和和和和传传传传感感感感器器器器技技技技术术术术研研研研究究究究类类类类似似似似狗狗狗狗鼻鼻鼻鼻子子子子的的的的“电电电电子子子子鼻鼻鼻鼻”将将将将是是是是气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器发

26、发发发展展展展的的的的重重重重要方向之一。要方向之一。要方向之一。要方向之一。三三 研究内容研究内容研究内容主要分为以下五个方面：研究内容主要分为以下五个方面：研究内容主要分为以下五个方面：研究内容主要分为以下五个方面：1.1.1.1.有害气体监测系统设计总体方案；有害气体监测系统设计总体方案；有害气体监测系统设计总体方案；有害气体监测系统设计总体方案；2.2.2.2.无线气体传感器网络组网；无线气体传感器网络组网；无线气体传感器网络组网；无线气体传感器网络组网；3.3.3.3.节点软硬件设计；节点软硬件设计；节点软硬件设计；节点软硬件设计；4.4.4.4.气体检测模块研究；气体检测模块研究；

27、气体检测模块研究；气体检测模块研究；5.5.5.5.监测控制中心管理系统设计监测控制中心管理系统设计监测控制中心管理系统设计监测控制中心管理系统设计1.1.有害气体监测系统设计总体方案有害气体监测系统设计总体方案有害气体监测系统设计总体方案有害气体监测系统设计总体方案用用用用于于于于煤煤煤煤田田田田火火火火区区区区空空空空气气气气环环环环境境境境监监监监测测测测系系系系统统统统的的的的网网网网络络络络拓拓拓拓扑扑扑扑结结结结构构构构如如如如图图图图所所所所示示示示。这这这这是是是是一一一一个个个个层层层层次次次次型型型型网网网网络络络络拓拓拓拓扑扑扑扑结结结结构构构构，最最最最左左左左边边边边

28、为为为为部部部部署署署署在在在在实实实实际际际际监监监监测测测测环环环环境境境境中中中中的的的的传传传传感感感感器器器器节节节节点点点点组组组组成成成成的的的的网网网网络络络络，往往往往右右右右依依依依次次次次为为为为移移移移动动动动网网网网络络络络、网网网网关关关关，最最最最终终终终连连连连接接接接到到到到InternetInternetInternetInternet网网网网。为为为为获获获获得得得得准准准准确确确确的的的的数数数数据据据据，传传传传感感感感器器器器节节节节点点点点的的的的部部部部署署署署密密密密度度度度往往往往往往往往很很很很大大大大，并并并并且且且且可可可可能能能能部部

29、部部署署署署在在在在若若若若干干干干个个个个不不不不相相相相邻邻邻邻的的的的监监监监控控控控区区区区域域域域内内内内，从从从从而而而而形形形形成成成成多多多多个个个个传传传传感感感感器器器器网网网网络络络络；传传传传感感感感器器器器节节节节点点点点将将将将感感感感应应应应到到到到的的的的数数数数据据据据传传传传送送送送到到到到转转转转发发发发节节节节点点点点，再再再再由由由由转转转转发发发发节节节节点点点点发发发发送送送送到到到到汇汇汇汇聚聚聚聚节节节节点点点点sinksinksinksink，汇汇汇汇聚聚聚聚节节节节点点点点负负负负责责责责将数据经移动网发送到网关上。将数据经移动网发送到网关

30、上。将数据经移动网发送到网关上。将数据经移动网发送到网关上。2.无线气体传感器网络组网无线气体传感器网络组网无线气体传感器网络组网蜂蜂蜂蜂窝窝窝窝网网网网络络络络被被被被广广广广泛泛泛泛采采采采用用用用的的的的原原原原因因因因是是是是源源源源于于于于一一一一个个个个数数数数学学学学猜猜猜猜想想想想，正正正正六六六六边边边边形形形形被被被被认认认认为为为为是是是是使使使使用用用用最最最最少少少少结结结结点点点点数数数数且且且且可可可可以以以以完完完完整整整整覆覆覆覆盖盖盖盖某某某某一一一一区区区区域域域域最最最最大大大大面面面面积积积积的的的的图图图图形形形形，出出出出于于于于节节节节约约约约设

31、设设设备备备备构构构构建建建建成成成成本本本本的的的的考考考考虑虑虑虑，正正正正六六六六边边边边形形形形是是是是最最最最好的选择。蜂窝通常使用正六边形来表示。好的选择。蜂窝通常使用正六边形来表示。好的选择。蜂窝通常使用正六边形来表示。好的选择。蜂窝通常使用正六边形来表示。无无无无线线线线蜂蜂蜂蜂窝窝窝窝网网网网在在在在提提提提高高高高无无无无线线线线网网网网络络络络的的的的覆覆覆覆盖盖盖盖率率率率方方方方面面面面起起起起到到到到关关关关键键键键性性性性作作作作用用用用。网网网网络络络络出出出出故故故故障障障障时时时时提提提提供供供供有有有有效效效效的的的的迂迂迂迂回回回回路路路路由由由由，确确

32、确确保保保保通通通通信信信信畅畅畅畅通通通通无无无无阻阻阻阻;与与与与专专专专线线线线或或或或菊菊菊菊花花花花链链链链相相相相比比比比更更更更具具具具弹弹弹弹性性性性和和和和可可可可靠靠靠靠性性性性，而而而而且且且且网网网网络络络络具具具具有有有有自自自自配配配配置置置置、自自自自组组组组织织织织和和和和自自自自愈愈愈愈的的的的能能能能力力力力。蜂蜂蜂蜂窝窝窝窝网网网网络络络络允允允允许许许许节节节节点点点点或或或或接接接接入入入入点点点点与与与与其其其其他他他他节节节节点点点点通通通通信信信信，而而而而不不不不需需需需要要要要路路路路由由由由到到到到中中中中心心心心交交交交换换换换点点点点，

33、从从从从而而而而消消消消除除除除了了了了集集集集中式的故障，提供自我恢复和自我组织的功能。中式的故障，提供自我恢复和自我组织的功能。中式的故障，提供自我恢复和自我组织的功能。中式的故障，提供自我恢复和自我组织的功能。3.3.节点软硬件设计节点软硬件设计1 1）传感器节点硬件设计）传感器节点硬件设计节点软硬件设计节点软硬件设计2 2）汇聚节点硬件设计）汇聚节点硬件设计节点软硬件设计节点软硬件设计3 3）节点软件设计）节点软件设计4.4.气体检测模块研究气体检测模块研究1 1 1 1）气体传感器选型）气体传感器选型）气体传感器选型）气体传感器选型根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。根据测量对象

34、与测量环境确定传感器的类型。根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。要进行要进行要进行要进行个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。即使是测量同一物理量，要分析多方面的因素之后才能确定。即使是测量同一物理量，要分析多方面的因素之后才能确定。即使是测量同一物理量，要分析多方面的因素之后才能确定。即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种

35、原理的传感器更为合也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体

36、积的要求；测量方式为便携式还是固定式；信号的引出方法，有线或是非接量方式为便携式还是固定式；信号的引出方法，有线或是非接量方式为便携式还是固定式；信号的引出方法，有线或是非接量方式为便携式还是固定式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型

37、的传感自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。器，然后再考虑传感器的具体性能指标。器，然后再考虑传感器的具体性能指标。器，然后再考虑传感器的具体性能指标。气体检测模块研究气体检测模块研究 2 2 2 2）气体传感器的性能指标有灵敏度、响应特性）气体传感器的性能指标有灵敏度、响应特性）气体传感器的性能指标有灵敏度、响应特性）气体传感器的性能指标有灵敏度、响应特性(反应时间反应时间反应时间反应时间)、线性范围。、线性范围。、线性范围。、线性范围。3 3 3 3）气体传感器的种类如下）气体传感器的种类如下）气体传感器的种类如下）气体传感器的种类如下:

38、（1 1 1 1）半导体气体传感器）半导体气体传感器）半导体气体传感器）半导体气体传感器 （2 2 2 2）固体电解质气体传感器）固体电解质气体传感器）固体电解质气体传感器）固体电解质气体传感器 （3 3 3 3）接触燃烧式气体传感器）接触燃烧式气体传感器）接触燃烧式气体传感器）接触燃烧式气体传感器 （4 4 4 4）光学式气体传感器）光学式气体传感器）光学式气体传感器）光学式气体传感器 （5 5 5 5）石英谐振型气体传感器）石英谐振型气体传感器）石英谐振型气体传感器）石英谐振型气体传感器 （6 6 6 6）表面声波气体传感器）表面声波气体传感器）表面声波气体传感器）表面声波气体传感器 （7

39、 7 7 7）固体高分子电解质型气体传感器）固体高分子电解质型气体传感器）固体高分子电解质型气体传感器）固体高分子电解质型气体传感器 （8 8 8 8）电化学气体传感器）电化学气体传感器）电化学气体传感器）电化学气体传感器 其其其其中中中中半半半半导导导导体体体体气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器分分分分为为为为金金金金属属属属氧氧氧氧化化化化物物物物半半半半导导导导体体体体气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器和和和和有有有有机机机机半半半半导导导导体体体体气体传感器。金属氧化物半导体传感器又可分为电阻式和非电阻式两种。气体传感器。金属氧化物半导体传感器又可分为电阻式和非电阻式两种。

40、气体传感器。金属氧化物半导体传感器又可分为电阻式和非电阻式两种。气体传感器。金属氧化物半导体传感器又可分为电阻式和非电阻式两种。气体检测模块研究气体检测模块研究4 4 4 4）COM2442COM2442COM2442COM2442模块研究模块研究模块研究模块研究COM2442COM2442COM2442COM2442是是是是一一一一款款款款费费费费加加加加罗罗罗罗公公公公司司司司设设设设计计计计的的的的基基基基于于于于半半半半导导导导体体体体传传传传感感感感器器器器TGS2442TGS2442TGS2442TGS2442的的的的模模模模块块块块，用用用用于于于于检检检检测测测测气气气气体体体

41、体COCOCOCO。实实实实物物物物见见见见左左左左图图图图。该该该该模模模模块块块块集集集集成成成成了了了了气气气气体体体体信信信信号号号号值值值值的的的的采采采采集集集集和和和和调调调调理理理理（放放放放大大大大）电电电电路路路路，输输输输出出出出模模模模拟拟拟拟量量量量，表征表征表征表征COCOCOCO的浓度值。该模块的组成结构见右图。的浓度值。该模块的组成结构见右图。的浓度值。该模块的组成结构见右图。的浓度值。该模块的组成结构见右图。气体检测模块研究气体检测模块研究5.5.监测控制中心管理系统软硬件设计监测控制中心管理系统软硬件设计1 1 1 1）监测中心硬件设计）监测中心硬件设计）监

42、测中心硬件设计）监测中心硬件设计监测控制中心管理系统软硬件设计监测控制中心管理系统软硬件设计 2 2）监测中心软件设计监测中心软件设计监测中心软件设计监测中心软件设计四四 准备工作情况和主要工作措施准备工作情况和主要工作措施 分分分分析析析析煤煤煤煤田田田田火火火火区区区区可可可可能能能能产产产产生生生生的的的的有有有有害害害害气气气气体体体体；查查查查阅阅阅阅气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器的的的的相相相相关关关关资资资资料料料料，了了了了解解解解气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器的的的的分分分分类类类类以以以以及及及及各各各各类类类类气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器的

43、的的的工工工工作作作作原原原原理理理理，着着着着重重重重了了了了解解解解半半半半导导导导体体体体气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器和和和和电电电电化化化化学学学学气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器及及及及其信号的调理电路设计。其信号的调理电路设计。其信号的调理电路设计。其信号的调理电路设计。根根根根据据据据半半半半导导导导体体体体气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器TGS2442TGS2442TGS2442TGS2442较较较较高高高高的的的的性性性性能能能能指指指指标标标标和和和和信信信信号号号号调理电路的可行性，购买调理电路的可行性，购买调理电路的可行性，购买调理电路的可行

44、性，购买COCOCOCO气体检测模块气体检测模块气体检测模块气体检测模块COM2442COM2442COM2442COM2442。研研研研究究究究COCOCOCO气气气气体体体体检检检检测测测测模模模模块块块块COM2442COM2442COM2442COM2442，查查查查阅阅阅阅模模模模块块块块中中中中的的的的各各各各个个个个芯芯芯芯片片片片的的的的引引引引脚脚脚脚定定定定义义义义、功功功功能能能能定定定定义义义义、时时时时序序序序等等等等，为为为为将将将将来来来来自自自自行行行行设设设设计计计计适适适适合合合合用用用用于于于于无无无无线线线线传传传传感感感感器器器器网网网网络络络络有有有

45、有害害害害气气气气体体体体监监监监测测测测节节节节点点点点的的的的气气气气体体体体传传传传感感感感器器器器采采采采集集集集和和和和调调调调理理理理模块做好准备。模块做好准备。模块做好准备。模块做好准备。准备工作情况和主要工作措施准备工作情况和主要工作措施研研研研究究究究C8051F930C8051F930C8051F930C8051F930处处处处理理理理器器器器，特特特特别别别别是是是是该该该该处处处处理理理理器器器器的的的的A/DA/DA/DA/D转转转转换换换换功功功功能能能能，COM2442COM2442COM2442COM2442模块输出的是放大的模拟量，需要作模数转换。模块输出的是

46、放大的模拟量，需要作模数转换。模块输出的是放大的模拟量，需要作模数转换。模块输出的是放大的模拟量，需要作模数转换。研研研研究究究究收收收收发发发发模模模模块块块块SI4432SI4432SI4432SI4432。处处处处理理理理器器器器模模模模块块块块通通通通过过过过SPISPISPISPI接接接接口口口口电电电电路路路路连连连连接接接接SI4432SI4432SI4432SI4432收发器模块，将采集来的数据发送到下一个节点。收发器模块，将采集来的数据发送到下一个节点。收发器模块，将采集来的数据发送到下一个节点。收发器模块，将采集来的数据发送到下一个节点。COM2442COM2442COM2

47、442COM2442驱驱驱驱动动动动程程程程序序序序的的的的编编编编写写写写，结结结结合合合合开开开开发发发发板板板板提提提提供供供供的的的的开开开开发发发发平平平平台台台台或或或或者者者者使使使使用用用用IAR IAR IAR IAR Embedded Embedded Embedded Embedded workbench workbench workbench workbench For For For For C8051F930C8051F930C8051F930C8051F930开开开开发发发发软软软软件件件件进进进进行行行行气气气气体监测节点的硬件设计。体监测节点的硬件设计。体监测

48、节点的硬件设计。体监测节点的硬件设计。学学学学习习习习在在在在上上上上位位位位机机机机上上上上进进进进行行行行数数数数字字字字信信信信号号号号处处处处理理理理。上上上上位位位位机机机机在在在在VC+VC+VC+VC+开开开开发发发发环环环环境境境境下下下下嵌嵌嵌嵌入入入入MatlabMatlabMatlabMatlab引引引引擎擎擎擎，借借借借助助助助MatlabMatlabMatlabMatlab的的的的数数数数字字字字信信信信号号号号处处处处理理理理分分分分析析析析采采采采集集集集到到到到的数据。的数据。的数据。的数据。五五 工作计划工作计划六六 预期成果预期成果将将将将传传传传感感感感器

49、器器器节节节节点点点点被被被被放放放放置置置置在在在在煤煤煤煤田田田田着着着着火火火火点点点点的的的的监监监监测测测测区区区区域域域域内内内内，传传传传感感感感器器器器节节节节点点点点能能能能够够够够自自自自主主主主形形形形成成成成网网网网络络络络。每每每每个个个个节节节节点点点点搜搜搜搜集集集集周周周周围围围围环环环环境境境境的的的的气气气气体体体体浓浓浓浓度度度度值值值值。由由由由于于于于节节节节点点点点就就就就处处处处于于于于煤煤煤煤田田田田火火火火区区区区的的的的气气气气体体体体监监监监测测测测环环环环境境境境中中中中，大大大大量量量量部部部部署署署署功功功功能能能能稍稍稍稍弱弱弱弱但

50、但但但非非非非常常常常廉廉廉廉价价价价的的的的节节节节点点点点可可可可以以以以得得得得到到到到的的的的监监监监测测测测数数数数据据据据能能能能够够够够满满满满足足足足一一一一定定定定的的的的精精精精度度度度要要要要求求求求;相相相相比比比比于于于于传传传传统统统统的的的的使使使使用用用用少少少少数数数数几几几几个个个个处处处处理理理理能能能能力力力力较较较较强强强强的的的的监监监监测测测测设设设设备备备备的的的的方方方方法法法法，大大大大规模的网络具有更强的鲁棒性。规模的网络具有更强的鲁棒性。规模的网络具有更强的鲁棒性。规模的网络具有更强的鲁棒性。处处处处于于于于传传传传感感感感器器器器网网网