有害氣體泄漏實(shí)時報警廣播系統(tǒng)的研究

張振富 張家榕

（沈陽郅源計算機(jī)科技發(fā)展有限公司，遼寧 沈陽 110000）

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由有害氣體濃度采集器、有害氣體濃度檢測器、區(qū)域監(jiān)控報警廣播控制器、中央控制服務(wù)器組成,每一部分有相應(yīng)的硬件和軟件進(jìn)行控制。中央控制服務(wù)器通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)連接各個區(qū)域監(jiān)控報警廣播控制器，區(qū)域監(jiān)控報警廣播控制器將多個濃度檢測器通過RS-485或DM9000AE(以太網(wǎng)模塊)連接，而濃度檢測器控制著的氣體濃度數(shù)據(jù)的采集，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到某一地點(diǎn)氣體濃度超標(biāo)時，在聲光報警的同時，運(yùn)用大數(shù)據(jù)通知相關(guān)部門和人員，禁用明火及易引起爆炸的行為。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1

2 中央控制服務(wù)器

可選擇當(dāng)下主流服務(wù)器，安裝win7 加IIS7 或以上版本的操作系統(tǒng)或win server 2008 等，應(yīng)用軟件用C、SQL SERVER、JS、PHP、Java 等語言編寫。軟件流程圖如圖3。每當(dāng)收到區(qū)域監(jiān)控報警廣播控制器含有位置(包括相鄰的) 濃度等報警信息時，軟件通過web api 接口(如cellmap.cn 、cellid.cn 等)查詢到該位置的基站信息，再調(diào)用運(yùn)營商的基站系統(tǒng)(授權(quán)許可的情況下)，查詢到該區(qū)域的手機(jī)在線人員，向手機(jī)用戶發(fā)送短信以及通過APP發(fā)送有害氣體濃度超標(biāo)有爆炸及其它危害危險的警報，調(diào)用相應(yīng)的預(yù)案，提醒需要采取相應(yīng)的預(yù)防措施，危險解除時，解除警報。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2

圖3

3 區(qū)域監(jiān)控報警廣播控制器

S5pv210（可選）作為一種嵌入式微處理器配合其它幾個模塊可擔(dān)當(dāng)此任，控制器結(jié)構(gòu)圖如圖4，其任務(wù)就是負(fù)責(zé)對上與中央控制服務(wù)器通訊，對下循環(huán)查詢接收各個有害氣體濃度檢測器的必要數(shù)據(jù)，當(dāng)某檢測點(diǎn)濃度超標(biāo)時，可驅(qū)動較大功率的喇叭進(jìn)行廣播，同時調(diào)用web API 接口獲得本地的基站信息，并將監(jiān)測點(diǎn)位置濃度信息上傳到中央控制服務(wù)器。軟件流程圖如圖5。

圖4

圖5

4 有害氣體濃度檢測器

STC89C52RC（可選）是耗能低、功能強(qiáng)大具有很強(qiáng)的控制功能的單片機(jī)，由它和其它幾個模塊組成核心系統(tǒng)電路，此最小系統(tǒng)可使用中斷方式或不間斷查詢獲得前置傳感器的氣體濃度數(shù)據(jù)，通過比較確定是否超標(biāo)（如甲烷濃度4.5%），如超標(biāo)則通過串口上傳至區(qū)域監(jiān)控報警廣播控制器，此檢測器的結(jié)構(gòu)圖和軟件流程圖如圖6、圖7。

圖6

圖7

5 有害氣體濃度采集器

在正常情況下空氣的采集，其容器腔的壓電晶體產(chǎn)生的電流量作為計算的參照點(diǎn)，定時經(jīng)常采集檢測器所在地區(qū)的空氣中有害氣體的濃度是將另一容器腔的壓電晶體產(chǎn)生的電流量與參照點(diǎn)進(jìn)行比較，從而得到當(dāng)前有害氣體的濃度。氣體采集部分由微型馬達(dá)和容納兩種環(huán)境下的氣體的圓柱形容器構(gòu)成，壓電晶體得到的電流量由可選的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（實(shí)際需要的精度）來完成。結(jié)構(gòu)圖如圖8。

圖8

結(jié)束語

相信隨著此系統(tǒng)在一些行業(yè)的應(yīng)用，由有害氣體泄漏所帶來的危害將越來越少，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益劇增，人們的生活環(huán)境更加安全，安全意識顯著增強(qiáng)，技術(shù)也會更加進(jìn)步完善，必將為國家安全及人們的生命財產(chǎn)的安全作出更大的貢獻(xiàn)。