[發明專利]一種便攜式毒氣監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201210348110.8
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN102881118A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 嚴龍;鄒兵;朱亮;高少華;姜素霞
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G08B21/14
• 分類號: G08B21/14;G01N33/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種便攜式毒性氣體無線監測裝置，包括中央監測單元和多個檢測儀器，其特征在于，

所述檢測儀器，為便攜式設備，其進一步包括：電源模塊、毒性氣體傳感器、信號調理電路、溫濕度傳感器、加速度傳感器、無線通訊模塊、報警模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、微處理器及其外圍電路。

2.根據權利要求1所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，

所述中央監測單元，用于監控管理；

所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，進一步包括時鐘日期模塊和GPS模塊。

3.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，

所述電源模塊進一步設有輸入端和輸出端；

所述輸入端與電源相連；

所述輸出端能夠轉換輸出高壓、中壓、低壓三種電源；

所述高壓電源輸出連接到毒性氣體傳感器和信號調理電路的供電端口；

所述中壓電源輸出連接到報警模塊的供電端口；

所述低壓電源輸出連接到微處理器、顯示模塊、鍵盤模塊、溫濕度傳感器、加速度傳感器、時鐘日期模塊、GPS模塊和無線通訊模塊的供電端口。

4.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，

所述毒性氣體傳感器模塊的信號輸出連接到所述信號調理電路輸入端；

所述信號調理電路輸出端連接到所述微處理器的AD轉換接口；

所述加速度傳感器連接到所述微處理器的SPI總線；

所述無線通訊模塊、GPS模塊輸出端分別連接到所述微處理器的不同UART接口；

所述溫濕度傳感器通過IO口模擬I2C總線與所述微處理器連接；

所述顯示模塊、報警模塊、鍵盤模塊分別連接到微處理器的IO接口；

所述無線通訊模塊上進一步設有SMA型天線接口，直接與外置式天線相連接。

5.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，所述微處理器為低功耗芯片MSP430F249。

6.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，所述微處理器的工作模式為中斷模式，初始化完成后，微處理器就進入低功耗模式，定時器中斷喚醒微處理器，微處理器開始工作，判斷延時是否符合設定值，如果符合就采集各個傳感器的數據并處理和發送，根據數據處理結果發出報警。

7.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，所述鍵盤模塊的工作模式為中斷模式，當觸發鍵盤時，微處理器被喚醒，進行相應功能的操作。

8.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，所述電源模塊、毒性氣體傳感器、信號調理電路、溫濕度傳感器、加速度傳感器、無線通訊模塊、時鐘日期模塊、GPS模塊、報警模塊和顯示模塊都能夠通過微處理器控制其工作狀態，在非觸發時間微處理器處于休眠狀態。

9.根據權利要求2所述便攜式毒性氣體無線監測裝置，其特征在于，所述無線通訊模塊采用動態傳輸調節工作模式，每隔5～200秒發送一組數據，當檢測濃度值超過預設報警值的一半時，儀器發送數據的頻率隨著濃度升高線性增加，直至達到每秒一組數據的全速工作頻率。

10.一種如權利要求2～9中任一項所述便攜式毒性氣體無線監測裝置的操作方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，初始化微處理器的系統時鐘、微處理器IO端口、報警模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、微處理器的AD轉換器、微處理器的UART端口、時鐘日期模塊、溫濕度傳感器，并打開微處理器中斷；

第二步，讀取GPS模塊的標準時間對時鐘日期模塊校準；

第三步，顯示信息；

第四步，微處理器讀取時鐘日期模塊中的信息；

第五步，讀取溫濕度模塊的信息；

第六步，讀取GPS模塊的經緯度信息和有效性標志；

第七步，讀取加速度模塊的加速度信息；

第八步，讀取毒性氣體傳感器模塊的毒性氣體濃度信息；

第九步，比較氣體濃度數值和報警設定值：如果氣體濃度值大于預設的濃度報警值，微處理器驅動報警模塊發出報警，報警后進入第十步；如果氣體濃度值小于或者等于預設的濃度報警值則直接進入第十步；

第十步，比較計時時間和預設時間延時，如果計時大于延時，計時清零，微處理器控制無線通訊模塊發送各項檢測數據；

第十一步，顯示儀器主界面，顯示各項檢測數據；

然后，循環運行第四步到第十一步步驟；

在循環運行第四步到第十一步步驟過程中如果按鍵模塊被觸發，則：

微處理器判斷所述觸發是需要進入校準傳感器功能還是進入報警設定功能：

如果是進入校準傳感器功能，則讀取零氣AD值、存儲零氣校準值、輸入標氣標稱值、讀取標氣AD值、存儲標氣校準值；之后成后返回第四步到第十一步的循環；

如果是進入設置報警值功能，則接受報警值并存儲報警值；之后返回第四步到第十一步的循環；

如果是進入消除報警功能則驅動報警模塊停止報警后返回第四步到第十一步的循環。