一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元，分布式测量单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器，用于获取环境测试值。本发明专利技术可以同时测量温度、湿度和烟雾浓度三个环境参数，利用Zigbee无线传输可便利地完成多点测量传感器的布置，中央控制系统根据收到的测量数据实时决策启动工业换气设备进行环境调节控制，同时六个单控开关使整个安全监测控制系统可以适应特殊工况下的操作，使车间环境在多工况下更加自动化、安全化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统
本专利技术属于单片机控制方法
，具体涉及一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统。
技术介绍
在化学工业生产活动中，化工生产车间通常会出现高温、高湿和高烟雾浓度的工作环境，因此经常会发生因为高温、高湿和高烟雾浓度引发的工业安全事故。根据国家安全监管总局披露的信息，2017年全国化工行业共发生安全事故203起，死亡238人，事故总量依然很大。2017年12月9日连云港某生物科技公司发生重大爆炸事故致11人死伤，类似爆炸事故通常都和生产车间的高烟雾浓度有直接关系，面对这些工业安全事故造成的重大人身安全和财产损失，人们清醒地认识到对生产车间环境参数进行实时监测并进行调节控制十分必要。为预防工业安全事故的发生，以及防止高温、高湿和高烟雾浓度对工人身体造成损害，因此需要在化工生产过程中对温度、湿度和烟雾浓度这几个变量进行监测，并根据监测结果对车间环境进行调节改善。但在化学工业发展初期，监测和调节控制工作大多是由工人手动完成，不仅工作量大，监测记录的数据少，而且也难以根据监测结果进行实时调节控制。因此，利用单片机和无线传输技术可以实现化工生产车间具有网络化、自动化的安全环境系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，解决了现有技术中无法对化工车间多个环境参数如温度、湿度和烟雾浓度同时测量并能实时做出调节控制决策的问题。本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元。本专利技术的特点还在于，分布式测量单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器、A/D数模转换芯片、单片机a和Zigbee模块a，温度传感器与单片机aIO口P2.2连接，湿度传感器与单片机aIO口P2.4连接，烟雾传感器和A/D数模转换芯片相连接，A/D数模转换芯片的8位输出引脚分别与单片机aIO口P1.0-P1.7相连接，Zigbee模块a的P0.2接口与单片机a的P3.0接口相连接，Zigbee模块a的P0.3接口与单片机a的P3.1接口相连接。中央控制系统包括LCD显示模块、单片机b和Zigbee模块b，温度传感器、湿度传感器和烟雾浓度传感器获取的测量值通过Zigbee模块a无线传输发送到Zigbee模块b，单片机b与LCD显示模块相连。调节控制单元包括单片机c、Zigbee模块c和电磁继电开关器，单片机c与Zigbee模块c使用串口通信协议传输数据，单片机c控制电磁继电开关器的开合，电磁继电开关器接入换气设备开关电路。单片机a、单片机b和单片机c的型号均是STC89RC52，Zigbee模块a、Zigbee模块b和Zigbee模块c型号均是CC2530。温度传感器型号是DS18B20，湿度传感器型号是DHT11，烟雾浓度传感器型号是MQ-2。中央控制系统还包括六个单控开关，六个单控开关分别与单片机b的P1.0-P1.5六个IO口相连。本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，可以同时测量温度、湿度和烟雾浓度三个环境参数，利用Zigbee无线传输可以便利地完成多点测量传感器的布置，还可以根据需要任意增减测量传感器数目，而不增加人工测量所需工作量。中央控制系统根据收到的测量数据实时决策启动工业换气设备进行环境调节控制，并在中央控制系统中增设六个单控开关可以打开或关闭对温度、湿度和烟雾浓度的监测和调控，便于适应在化工生产车间内进行类似冲洗或喷雾消毒等特殊工况下的操作工况，使车间环境在多工况下更加自动化、安全化。附图说明图1是本专利技术一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统原理图；图2是本专利技术一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统中的分布式测量单元电路原理图；图3是本专利技术一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统中的中央控制系统电路原理图；图4是本专利技术一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统实施例的系统布置与实施方案图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统结构如图1所示，本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元。分布式测量单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器、A/D数模转换芯片、单片机a和Zigbee模块a，温度传感器与单片机a的IO口P2.2连接，湿度传感器与单片机a的IO口P2.4连接，烟雾传感器和A/D数模转换芯片相连接，A/D数模转换芯片的8位输出引脚分别与单片机aIO口P1.0-P1.7相连接，Zigbee模块a的P0.2接口与单片机a的P3.0接口相连接，Zigbee模块a的P0.3接口与单片机a的P3.1接口相连接。中央控制系统包括LCD显示模块、单片机b和Zigbee模块b，温度传感器、湿度传感器和烟雾浓度传感器获取的测量值通过Zigbee模块a无线传输发送到Zigbee模块b，单片机b与LCD显示模块相连。调节控制单元包括单片机c、Zigbee模块c和电磁继电开关器，单片机c与Zigbee模块c使用串口通信协议传输数据，单片机c控制电磁继电开关器的开合，电磁继电开关器接入换气设备开关电路。单片机a、单片机b和单片机c的型号均是STC89RC52，Zigbee模块a、Zigbee模块b和Zigbee模块c型号均是CC2530。温度传感器型号是DS18B20，湿度传感器型号是DHT11，烟雾浓度传感器型号是MQ-2。中央控制系统还包括六个单控开关，六个单控开关分别与单片机b的P1.0-P1.5六个IO口相连。分布式测量单元主要功能是通过多传感器获取温度、湿度和烟雾浓度测量值，并将测量结果通过无线传输方式发送到中央控制系统。分布式测量单元用到温度传感器DS18B20，湿度传感器DHT11和烟雾浓度传感器MQ-2。如附图2分布式测量单元电路原理图所示，温度传感器DS18B20直接与单片机aSTC89RC52的IO口P2.2连接，湿度传感器DHT11直接与单片机aSTC89RC52的IO口P2.4连接，烟雾传感器MQ-2的输出为0-5V电压模拟量，因此烟雾传感器MQ-2首先和A/D数模转换芯片ADC0804LCN相连接，然后将ADC0804LCN的8位输出引脚与单片机aSTC89RC52的IO口P1.0-P1.7相连接，至此单片机a可以读取到温度、湿度和烟雾浓度三个测量值，分布式测量单元使用Zigbee模块a实现测量值的无线传输，首先Zigbee模块a的P0.2和P0.3口与单片机aSTC89RC52的P3.0和P3.1口相连接，由单片机aSTC89RC52使用UART串口总线协议将测量值发送给Zigbee模块a，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，其特征在于，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，所述分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，所述中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，其特征在于，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，所述分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，所述中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元。2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，其特征在于，所述分布式测量单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器、A/D数模转换芯片、单片机a和Zigbee模块a，所述温度传感器与单片机a的IO口P2.2连接，所述湿度传感器与单片机a的IO口P2.4连接，所述烟雾传感器和A/D数模转换芯片相连接，所述A/D数模转换芯片的8位输出引脚分别与单片机a的IO口P1.0-P1.7相连接，所述Zigbee模块a的P0.2接口与单片机a的P3.0接口相连接，所述Zigbee模块a的P0.3接口与单片机a的P3.1接口相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，其特征在于，所述中央控制系统包括LCD显示模块、单片机b和Zigbee模块b，所述温度传感器、湿度传感器和烟雾浓度传感器获取的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61