[實用新型]一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的船舶多氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520676927.7
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN204855494U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱梅梅;楊福廣
• 申請（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G08C17/02
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 王書剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的船舶多氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)，屬于氣體監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶，由于船艙內(nèi)貨物的呼吸、生化、氧化及泄露等因素，常產(chǎn)生不同濃度的二氧化碳、硫化氫、甲烷、一氧化碳等有害氣體，同時還會不斷消耗氧氣，使密閉的艙室變成一個含有多種有害氣體，氧氣濃度很低的環(huán)境，當(dāng)船員在進(jìn)行裝卸貨、艙室檢查和維護(hù)保養(yǎng)時,一旦無意識的進(jìn)入到危險的艙室環(huán)境，將對船員身體造成很大傷害，嚴(yán)重的甚至危及生命安全。除此之外，還會引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故，造成污染及損失會相當(dāng)嚴(yán)重。

通過船舶氣體檢測，可以在發(fā)生危險之前積極采取措施，從而降低危險發(fā)生率甚至完全排除危險?，F(xiàn)有的船舶氣體檢測主要有兩種方式：(1)取樣型氣體探測報警系統(tǒng)。通過泵吸法依次把每個船舶艙室現(xiàn)場的氣體經(jīng)過管道送到控制室氣體分析儀中，由氣體探測器檢測氣體濃度是否超過限值。這種檢測方式，因為只有一個氣體探測器，所以只能針對幾種氣體進(jìn)行探測報警，且每次只能對一個艙室的氣體進(jìn)行探測，面對船舶復(fù)雜多變的情況，無法靈活配置和實時連續(xù)監(jiān)測，實際應(yīng)用中還有諸多問題；(2)基于通訊電纜聯(lián)網(wǎng)的氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)。由控制裝置、顯示裝置、危險氣體探測裝置、報警裝置、船舶綜合檢測系統(tǒng)等組成，各裝置之間通過通訊電纜相互連接形成以太網(wǎng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化通訊，并作為子系統(tǒng)與船舶綜合檢測系統(tǒng)連接。這種方式，實現(xiàn)了對多個艙室的多種氣體的實時監(jiān)測，但是這種方式采用線纜組網(wǎng)，布線復(fù)雜、成本較高、維護(hù)困難。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的船舶多氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中船舶氣體監(jiān)控系統(tǒng)存在的體積龐大、造價高昂、監(jiān)控范圍小、布線困難、維護(hù)工作量大、可靠性差等問題。

本實用新型的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的船舶多氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)，采用以下技術(shù)方案：

該系統(tǒng)，包括氣體監(jiān)測器、監(jiān)控中心和Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)；氣體監(jiān)測器至少設(shè)置一個，各個氣體監(jiān)測器和監(jiān)控中心均與Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)連接；氣體監(jiān)測器包括氣體傳感器、信號調(diào)理模塊、按鍵模塊、顯示模塊、聲光報警模塊、處理器和電源模塊，氣體傳感器通過信號調(diào)理模塊與處理器間接連接，電源模塊、按鍵模塊、顯示模塊以及聲光報警模塊均與處理器直接連接，處理器與Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)連接。Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)氣體監(jiān)測器和監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

氣體傳感器包括甲烷傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器和氧氣傳感器。

所述信號調(diào)理模塊的輸入端連接氣體傳感器，該模塊包括依次連接的信號放大電路、濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，其中A/D轉(zhuǎn)換模塊集成在氣體監(jiān)測器的處理器中。

所述監(jiān)控中心為對氣體監(jiān)測器進(jìn)行實時監(jiān)控的計算機(jī)。

所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點和終端節(jié)點構(gòu)成，并通過網(wǎng)狀方式組成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；終端節(jié)點與氣體監(jiān)測器的處理器連接；路由器節(jié)點與終端節(jié)點無線連接，同時與氣體監(jiān)測器連接；協(xié)調(diào)器節(jié)點一方面與路由器節(jié)點無線連接，一方面與監(jiān)控中心連接。路由器節(jié)點主要接收終端節(jié)點所發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時也可以通過串行接口接收氣體監(jiān)測器所采集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過接力方式傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器節(jié)點將接收到的數(shù)據(jù)通過串行接口傳給監(jiān)控中心。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用經(jīng)濟(jì)實惠的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在有效降低布線成本以及布線難度的同時，實現(xiàn)對多個監(jiān)測點、多種氣體濃度信息的遠(yuǎn)程監(jiān)測和報警。當(dāng)險情發(fā)生時，現(xiàn)場可及時報警，同時遠(yuǎn)程監(jiān)控人員也可及時獲知而采取相關(guān)處理措施，從而實現(xiàn)及時感知、控制和防范險情，為船舶的安全運(yùn)行提供有效的保障。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖2是本實用新型中氣體監(jiān)測器的結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖3是本實用新型中信號調(diào)理模塊的結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實施方式

本實用新型采用Zigbee技術(shù)、電子技術(shù)等，構(gòu)建基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的船舶多氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括氣體監(jiān)測器、監(jiān)控中心和Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。氣體監(jiān)測器用于采集氣體濃度信息，通過監(jiān)控中心可以實時監(jiān)測到各個艙室各種危險氣體的濃度，而Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)用于將氣體監(jiān)測器采集到的氣體濃度信息傳給監(jiān)控中心。