一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，包括定位基点、探测终端、设在探测终端上的气体传感器和监测中心通信设备以及计算机，探测终端接收定位基点发出的频射信号，根据信号的衰减程度和定位基点的坐标计算出探测终端当前的位置坐标，通过探测终端上的气体传感器检测出气体浓度，将浓度信号转化成电信号，探测终端将位置坐标和气体浓度的信息通过无线的方式发送到监测中心通信设备上，监测中心通信设备将信息传输给计算机。所述的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，采用此种设计的检测仪器，能够方便地检测、记录空间各处气体的浓度，而且能够准确的确定相应的位置，从而能够方便的将检测结果传输和汇总。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量某点的位置和气体浓度，尤其是一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统。
技术介绍
目前，公知的气体检测仪器，由传感器、信号处理电路、电源等部分组成，有的还带有用于信息存储、通信、显示的配件。这样的气体检测仪器，一般用于某点的检测，不能方便地检测、记录某个空间范围内各处的气体浓度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:为了克服现有的气体检测仪器不能方便地检测、记录空间各处气体浓度的不足，提供了一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，能够检测出气体的浓度，还能够确定相对应的位置，而且能将检测结果传输、汇总。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，包括用于确定位置并且能够发出射频信号的定位基点、探测终端和设在探测终端上的气体传感器以及监测中心通信设备，所述的探测终端接收定位基点发出的频射信号，根据信号的衰减程度和定位基点的坐标计算出探测终端当前的位置坐标，通过探测终端上的气体传感器检测出气体浓度，将浓度信号转化成电信号，并经过信号处理电路，探测终端将位置坐标和气体浓度的信息通过无线的方式发送到监测中心通信设备上，监测中心通信设备将信息传输给计算机，计算机进行记录、处理、显示空间内各处气体的浓度，计算机可以用普通个人计算机、便携式笔记本电脑、工控机、智能手机、平板电脑。所述的定位基点与探测终端之间信息传输所采用的传递方式为:无线传输。所述的定位基点与监测中心通信设备之间信息传输所采用的传输方式为:有线传输或无线传输。所述的监测中心通信设备与计算机之间信息传输所采用的传输方式为:有线传输或无线传输。无线传输为ZigBee传输、W1-Fi传输或蓝牙传输；有线传输为RS232传输、USB传输或以太网传输。定位基点内具有CC2430模块，利用CC2430实现ZigBee无线通信，并对收发的信息进行处理，进而存储该定位基点的位置坐标。探测终端内包括插接的CC2431模块和与CC2431模块相连接的信号处理电路以及与信号处理电路相连接的电源，CC2431模块包括天线和实现无线通信功能的电路以及计算位置坐标的电路，CC2431模块用于计算位置坐标的硬件定位引擎基于接收信号强度指示技术，根据接收到的ZigBee信号强度与已知的定位基点位置坐标计算出所处位置坐标。监测中心通信设备包括插接的CC2430模块和与CC2430模块相连接的USB通信电路以及与USB通信电路的相连接的电源，监测中心通信设备将接收到的探测终端发出的ZigBee信号转换为USB信号传输到计算机，并将计算机发出的USB信号转换为ZigBee信号发送到定位基点。本专利技术的有益效果是:所述的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，采用此种设计的检测仪器，能够方便地检测、记录空间各处气体的浓度，而且能够准确的确定相应的位置，从而能够方便的将检测结果传输和汇总。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术所述的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统的整体结构框图；图2是图1中探测终端的电路原理图；图3是图1中探测终端的工作流程图；图4是本专利技术所述的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统中使用的CC2430和CC2431模块的电路原理图；图5是图1中监测中心通信设备的电路原理图。附图中标记分述如下:1、定位基点，2、探测终端，21、CC2431模块，22、信号处理电路，23、探测电源，3、监测中心通信设备，31、CC2430模块，32、USB通信电路，33、通信电源，4、气体传感器，5、计算机。具体实施例方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，包括用于确定位置并且能够发出射频信号的定位基点1、探测终端2、设在探测终端2上的气体传感器4和监测中心通信设备3以及计算机5，探测终端2接收定位基点发出的频射信号，根据信号的衰减程度和定位基点I的坐标计算出探测终端当前的位置坐标，通过探测终端2上的气体传感器4检测出气体浓度，将浓度信号转化成电信号，并经过信号处理电路处理，探测终端2将位置坐标和气体浓度的信息通过无线的方式发送到监测中心通信设备3上，监测中心通信设备3将信息传输给计算机5，计算机5进行记录、处理、显示空间内各处气体的浓度。如图2和3所示的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，探测终端包括插接的CC2431模块21和与CC2431模块21相连接的信号处理电路以及与信号处理电路相连接的探测电源22，CC2431模块21包括天线和实现无线通信功能的电路以及计算位置坐标的电路，在探测终端上有两个气体传感器4，可以探测两种气体，气体传感器4采用MQ系列气体传感器，MQ系列气体传感器具有类似的检测原理和相同的外部引脚，具有替换性，不同型号的MQ传感器可以探测不同种类的气体，MQ系列气体传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体。金属氧化物半导体在空气中被加热到一定温度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面的电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，同时在半导体表面形成一个正的空间电荷层，导致表面势垒升高，从而阻碍电子流动。在敏感材料内部，自由电子必须穿过金属氧化物半导体微晶粒的结合部位(晶界)才能形成电流。由氧吸附产生的势垒同样存在于晶界而阻碍电子的自由流动，传感器的电阻即缘于这种势垒。在工作条件下当传感器遇到还原性气体时，氧负离子因与还原性气体发生氧化还原反应而导致其表面浓度降低，势垒随之降低，导致传感器的阻值减小。即MQ传感器可以将气体的浓度信息转换为电阻的阻值变化，信号处理电路利用串联分压的原理，将传感器阻值的变化转换为电源信号，电源主要包括用于稳定电源电压的SPX1117-3.3V芯片，用于指示电源状态的指示灯，用于复位的按钮，探测终端工作时，MQ传感器将气体浓度转换为传感器电阻变化，信号处理电路将电阻转换为电压信号，CC2431模块21上的CC2431芯片在内部将电压信号进行模数转换。如图4所示的一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，CC2431模块主要部分为一个CC2431芯片。CC2431是TI公司生产的带硬件定位引擎的片上系统解决方案，能满足低功耗ZigBee无线传感器网络的应用需要。CC2431芯片内部包括可编程的8051的MCU内核、处理ZigBee无线通信的模块、计算位置坐标的硬件定位引擎等。CC2431模块包括用于维持CC2431芯片正常工作的辅助元件，包括晶振、稳压电容等；模块有插针，以便于与电路其他部分连接，CC2431模块用于计算位置坐标的硬件定位引擎基于接收信号强度指示技术，根据接收到的ZigBee信号强度与已知的定位基点位置坐标计算出所处位置坐标。定位基点内具有CC2430模块，CC2430芯片内部包括可编程的8051的MCU内核和处理ZigBee无线通信的模块等，但是没有计算位置坐标的硬件定位引擎。利用CC2430可以实现ZigBee无线通信，并对收发的信息处理，存储该定位基点的位置坐标。CC2430与CC2431的外围电路相同，故CC2430模块与CC2431模块可以使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测空间内各处气体浓度的检测系统，其特征是：包括用于确定位置并且能够发出射频信号的定位基点（1）、探测终端（2）、设在探测终端（2）上的气体传感器（4）和监测中心通信设备（3）以及计算机（5），所述的探测终端（2）接收定位基点（1）发出的频射信号，根据信号的衰减程度和定位基点（1）的坐标计算出探测终端（2）当前的位置坐标，通过探测终端（2）上的气体传感器（4）检测出气体浓度，将浓度信号转化成电信号，并经过信号处理电路，探测终端（2）将位置坐标和气体浓度的信息通过无线的方式发送到监测中心通信设备（3）上，监测中心通信设备（3）将信息传输给计算机（5），计算机（5）进行记录、处理、显示空间内各处气体的浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天一，蔡栋，周丹，李灵，程文雪，李开来，
申请(专利权)人：刘天一，
类型：发明
国别省市：