[發明專利]一種基于Zigbee和單片機的車間環境安全監測控制系統

在審

• 申請號: 201811116701.6
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109358534A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 徐靜
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

本發明公開了一種基于Zigbee和單片機的車間環境安全監測控制系統，包括分布式測量單元、中央控制系統和調節控制單元，分布式測量單元通過Zigbee無線通信協議連接中央控制系統，中央控制系統通過Zigbee無線通信協議連接調節控制單元，分布式測量單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧濃度傳感器，用于獲取環境測試值。本發明可以同時測量溫度、濕度和煙霧濃度三個環境參數，利用Zigbee無線傳輸可便利地完成多點測量傳感器的布置，中央控制系統根據收到的測量數據實時決策啟動工業換氣設備進行環境調節控制，同時六個單控開關使整個安全監測控制系統可以適應特殊工況下的操作，使車間環境在多工況下更加自動化、安全化。

技術領域

本發明屬于單片機控制方法技術領域，具體涉及一種基于Zigbee和單片機的車間環境安全監測控制系統。

背景技術

在化學工業生產活動中，化工生產車間通常會出現高溫、高濕和高煙霧濃度的工作環境，因此經常會發生因為高溫、高濕和高煙霧濃度引發的工業安全事故。根據國家安全監管總局披露的信息，2017年全國化工行業共發生安全事故203起，死亡238人，事故總量依然很大。2017年12月9日連云港某生物科技公司發生重大爆炸事故致11人死傷，類似爆炸事故通常都和生產車間的高煙霧濃度有直接關系，面對這些工業安全事故造成的重大人身安全和財產損失，人們清醒地認識到對生產車間環境參數進行實時監測并進行調節控制十分必要。

為預防工業安全事故的發生，以及防止高溫、高濕和高煙霧濃度對工人身體造成損害，因此需要在化工生產過程中對溫度、濕度和煙霧濃度這幾個變量進行監測，并根據監測結果對車間環境進行調節改善。但在化學工業發展初期，監測和調節控制工作大多是由工人手動完成，不僅工作量大，監測記錄的數據少，而且也難以根據監測結果進行實時調節控制。因此，利用單片機和無線傳輸技術可以實現化工生產車間具有網絡化、自動化的安全環境系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于Zigbee和單片機的車間環境安全監測控制系統，解決了現有技術中無法對化工車間多個環境參數如溫度、濕度和煙霧濃度同時測量并能實時做出調節控制決策的問題。

本發明所采用的第一種技術方案是，一種基于Zigbee和單片機的車間環境安全監測控制系統，包括分布式測量單元、中央控制系統和調節控制單元，分布式測量單元通過Zigbee無線通信協議連接中央控制系統，中央控制系統通過Zigbee無線通信協議連接調節控制單元。

本發明的特點還在于，

分布式測量單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧濃度傳感器、A/D數模轉換芯片、單片機a和Zigbee模塊a，溫度傳感器與單片機a IO口P2.2連接，濕度傳感器與單片機aIO口P2.4連接，煙霧傳感器和A/D數模轉換芯片相連接，A/D數模轉換芯片的8位輸出引腳分別與單片機a IO口P1.0-P1.7相連接，Zigbee模塊a的P0.2接口與單片機a的P3.0接口相連接，Zigbee模塊a的P0.3接口與單片機a的P3.1接口相連接。

中央控制系統包括LCD顯示模塊、單片機b和Zigbee模塊b，溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧濃度傳感器獲取的測量值通過Zigbee模塊a無線傳輸發送到Zigbee模塊b，單片機b與LCD顯示模塊相連。

調節控制單元包括單片機c、Zigbee模塊c和電磁繼電開關器，單片機c與Zigbee模塊c使用串口通信協議傳輸數據，單片機c控制電磁繼電開關器的開合，電磁繼電開關器接入換氣設備開關電路。

單片機a、單片機b和單片機c的型號均是STC89RC52，Zigbee模塊a、Zigbee模塊b和Zigbee模塊c型號均是CC2530。

溫度傳感器型號是DS18B20，濕度傳感器型號是DHT11，煙霧濃度傳感器型號是MQ-2。

中央控制系統還包括六個單控開關，六個單控開關分別與單片機b的P1.0-P1.5六個IO口相連。