一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)及布設(shè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)及布設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與生活質(zhì)量的提高，人們對大氣環(huán)境中有毒有害氣體含量的越來越關(guān)注，同時在工業(yè)生產(chǎn)過程以及?；穫}儲環(huán)境中，及時發(fā)現(xiàn)可燃及有毒有害氣體的泄漏，能夠有效的規(guī)避安全隱患，從而保障現(xiàn)場工作人員的人身及財(cái)產(chǎn)安全。
[0003]目前，廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的氣體檢測系統(tǒng)及設(shè)備分為兩類，第一類是便攜式氣體檢測儀，這類氣體檢測儀可以隨身攜帶，當(dāng)工作人員進(jìn)入作業(yè)環(huán)境時，如果檢測到可燃或有毒有害氣體泄露，設(shè)備會及時報警，提醒工作人員盡快撤離。但是，這類氣體檢測儀不適用于需要24小時不間斷監(jiān)測的工作環(huán)境，對于一些危險區(qū)域，往往需要首先確定環(huán)境安全，才允許工作人員進(jìn)入，此類氣體檢測儀同樣不適用。第二類是在線式氣體檢測儀，在線式氣體檢測儀采用固定安裝的方式，在檢測區(qū)域內(nèi)根據(jù)檢測儀的有效檢測范圍合理分布檢測點(diǎn)，多個在線式氣體檢測儀實(shí)時將檢測到的環(huán)境氣體示值上傳至氣體報警控制器，可以實(shí)現(xiàn)檢測區(qū)域的24小時不間斷無人監(jiān)測。
[0004]在線式氣體檢測報警系統(tǒng)的信號傳輸分為有線傳輸和無線傳輸兩種，有線傳輸采用4-20mA電流信號或者RS485數(shù)字信號。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，采用無線組網(wǎng)形式的氣體檢測報警系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注，但是還未能得到行業(yè)內(nèi)的廣泛應(yīng)用。已有的氣體檢測報警系統(tǒng)主要存在以下方面的問題有待解決:
[0005]1、有線氣體檢測報警系統(tǒng)需要進(jìn)行布線施工，大范圍區(qū)域監(jiān)測時，布線施工材料及人工成本高，氣體檢測儀布設(shè)不夠靈活。
[0006]2、常規(guī)有線電纜信號(4-20mA電流信號或者RS485數(shù)字信號)傳輸距離較短，一般不超過1000米，對于更遠(yuǎn)距離傳輸需要采用光纖鏈路，增加了系統(tǒng)搭建的復(fù)雜度。
[0007]3、常規(guī)無線氣體檢測報警系統(tǒng)，信號傳輸距離及可靠性受環(huán)境因素影響較大，比如報警控制器與氣體檢測儀傳輸路徑上存在較大的金屬板墻或者大功率用電設(shè)備的電磁干擾時，將嚴(yán)重影響無線通信質(zhì)量，甚至造成無法通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提出一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，同時提供了一種自適應(yīng)無線中繼的氣體檢測報警系統(tǒng)布設(shè)方法，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)環(huán)境中氣體濃度的實(shí)時檢測與報警。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0010]一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:包括無線氣體報警控制器、無線中繼器和無線氣體檢測儀，
[0011]所述無線氣體檢測儀用于實(shí)時檢測工業(yè)環(huán)境中的氣體濃度，并對氣體檢測值進(jìn)行現(xiàn)場顯示、告警提示，然后將以上數(shù)據(jù)通過無線通信模塊傳送給無線中繼器；
[0012]所述無線中繼器用于中繼無線氣體檢測儀與無線氣體報警控制器之間的無線信號，對無線氣體檢測儀定時請求數(shù)據(jù)，并將無線氣體檢測儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過無線通信模塊上傳至無線氣體報警控制器；
[0013]所述無線氣體報警控制器，用于集中管理所有無線氣體檢測儀，實(shí)時顯示無線氣體檢測儀檢測到的氣體濃度值以及各無線氣體檢測儀的報警狀態(tài)。
[0014]前述的一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線氣體檢測儀包括無線通信模塊、信號變送器以及氣體傳感器，所述氣體傳感器實(shí)時檢測工業(yè)環(huán)境中的氣體濃度，所述信號變送器將氣體濃度、氣體檢測值現(xiàn)場顯示、告警提示這些數(shù)據(jù)按照約定的通信協(xié)議格式，變送出包含氣體檢測狀態(tài)信息的RS485數(shù)字信號，無線通信模塊再將RS485數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號，實(shí)現(xiàn)與無線中繼器之間的通信。
[0015]前述的一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線氣體檢測儀包括傳感器、信號調(diào)理電路、微控制器、顯示模塊、報警模塊、無線通信模塊，所述傳感器與信號調(diào)理電路相連，所述信號調(diào)理電路與微控制器相連，所述微控制器分別與顯示模塊和報警模塊相連接，所述微控制器通過無線通信模塊與無線中繼器通信，所述傳感器能夠采用催化燃燒傳感器、電化學(xué)傳感器、紅外傳感器、光離子傳感器。
[0016]前述的一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線中繼器包括上行無線通信模塊、中繼控制器以及下行無線通信模塊，上行無線通信模塊用來與無線氣體報警控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，下行無線通信模塊用來和無線氣體檢測儀進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，中繼控制器用來對納入中繼器管理的無線氣體檢測儀進(jìn)行定時數(shù)據(jù)請求管理，以及響應(yīng)無線氣體報警控制器者上級無線中繼器發(fā)送來的數(shù)據(jù)請求指令。
[0017]前述的一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線報警控制器包括氣體報警控制器以及無線通信模塊，氣體報警控制器具備聲光報警功能，所述氣體報警控制器配備7寸觸摸屏，可以顯示所有通道的氣體檢測數(shù)據(jù)以及報警狀態(tài)，并搭載SD卡，用來存儲歷史數(shù)據(jù)，通過RS485總線或者網(wǎng)口與上位監(jiān)控系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集中監(jiān)控。
[0018]前述的一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述無線氣體報警控制器、無線中繼器和無線氣體檢測儀中的無線通信模塊工作頻段為433MHz，接收靈敏度可達(dá)-120dBm，傳輸距離3500?4000米，有64個獨(dú)立信道可選，通過串口與微控制器連接，信道選擇可通過串口指令配置，實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的無線透明傳輸。
[0019]—種用于權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)的布設(shè)方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0020]1、根據(jù)環(huán)境檢測需要及通信規(guī)則，對氣體檢測報警系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場部署；
[0021]2、無線氣體報警控制器參數(shù)初始化設(shè)置:根據(jù)現(xiàn)場布設(shè)方案，在無線氣體報警控制器上，手動設(shè)置以下參數(shù):無線氣體報警控制器的無線通信模塊信道號P_main、下級無線中繼器的地址Addr_R_next、無線氣體檢測儀數(shù)量Nt ；
[0022]3、無線中繼器通信參數(shù)初始化設(shè)置，根據(jù)布設(shè)方案，在所有無線中繼器上，通過板載撥碼，手動設(shè)置無線中繼器地址Addr_R ;
[0023]4、無線通信模塊信道自適應(yīng)配置:通過無線氣體報警控制器及無線中繼器自動逐級廣播握手信號，收到握手信號的無線氣體檢測儀以及無線中繼器進(jìn)行信道自適應(yīng)配置；
[0024]5、無線氣體報警控制器定時請求無線氣體檢測儀數(shù)據(jù)，進(jìn)行告警判斷并顯示。
[0025]前述的一種自適應(yīng)無線中繼氣體檢測報警系統(tǒng)的布設(shè)方法，其中步驟4中所述無線通信模塊信道自適應(yīng)配置，按如下步驟進(jìn)行:
[0026]4.1、設(shè)備上電初始化，所有無線氣體檢測儀及無線中繼器將其無線通信模塊的信道默認(rèn)初始化為第64信道，等待接收握手信號；
[0027]4.2、無線氣體報警控制器啟動握手程序，在第64信道上廣播握手信號，握手信號幀格式內(nèi)包括兩個有效信息字段:無線通信模塊授權(quán)信道號P_set、下級無線中繼器通信地址Addr_R_next，主機(jī)廣播握手信號前令P_set = P_main ；
[0028]4.3、無線氣體報警控制器將其無線通信模塊信道設(shè)置為第P_main信道；
[0029]4.4、接收到握手信號的無線中繼器進(jìn)行無線通信模塊信道配置，無線中繼器判斷握手信號內(nèi)的無線中