多组分气体监测器网络的研究与设计

• 作 者: 张大伟
• 机 构: 北京科技大学
• 出 处: 北京科技大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 气体监测器 有害气体检测 ARM9 热导检测器 气体传感器 嵌入式WEB服务器

在工业生产和日常生活中，有毒有害气体和易燃易爆的可燃性气体泄露如不及时发现处理，将会造成燃烧、爆炸、中毒等恶性事故，致使相关人员生命受到威胁。因此，有害气体检测在化工、石油、电力、环保等领域以及人们的日常生活中发挥着极其重要的作用。　　
针对区域性气体检测，本文设计了一种在线式多组分气体监测器网络。对于网络节点处气体浓度的检测，本文设计了热导式气体传感器，这种高灵敏度传感器可以实现对H2、CO2、NH3、Cl2、Ar等多种气体成分的有效检测。为了实现四通道气体信号的独立采集和集中显示，本设计采用ATmega128作为主控芯片设计了在线式气体监测器。监测器能够真正实现四路独立配置与工作，在应用上给予用户相当大的灵活性。检测器系统具有传感器配置灵活、显示直观丰富、实时上传数据、标定快捷方便等优点。　　
另一方面，本课题基于ARM-Linux平台设计了具备CAN总线接入功能的嵌入式Web服务器。设计中，现场设备与服务器之间的通讯采用了传输距离远、节点数量多、稳定性高的CAN总线，并在此基础上通过嵌入式Web服务器将数据实时发布到局域网监控中心以及无处不在的互联网，以此达到真正意义上的远程监控的目的。这对目前在线式气体检测仪器普遍使用的485总线通讯方式无疑是一种改进。　　
本文涉及到的关键性技术包括有毒有害气体检测及热导传感器技术、AVR单片机及其外围电路设计、CAN总线通讯技术、ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统应用以及嵌入式Web服务器开发等。