基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统设计

2．2 传感器报警电路设计
设计中，对环境中有害气体的检测采用MQ-135空气质量传感器。MQ-135气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的Sn O2。当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-135传感器对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其他有害气体的监测也很理想。这种传感器可检测多种有害气体，是一款适合多种应用的低成本综合性传感器。MQ-135空气质量检测传感器原理如图5所示。

2．3 GSM模块设计
GSM模块的作用是把本地采集的数据发送到远端去。因为ZigBee网络要实现远距离传输比较困难，而现有的GSM网络已完善，覆盖率高，所以采用本地使用ZigBee网络实现传感器数据的采集与汇总，然后通过GSM网络把数据以短消息的方式传送到远端。GSM模块采用Siemens的TC35模块，它是一个GSM调制解调器，提供RS232串口可以方便地与PC机、单片机连机通讯，并采用AT格式指令。
GSM模块电路包括以下几部分：(1)1FC35模块，这是核心部件，实现GSM通信的所有功能。(2)电源模块。(3)SIM卡接口电路，接入GSM网络必须要一张SIM电话卡。(4)RS232串口通信电路，实现与CC2430微控制器之间的通信。

3 系统软件设计
ZigBee开发环境是TI公司的Zstack，系统采用ZStack—1．4．2—1．1．0开发工具使用IAR。ZigBee协议栈包括5层，如图6所示。设计主要针对应用层应用C语言进行开发应用。

根据设计功能论述和原理说明，系统终端节点、协调器节点软件流程如图7所示。

4 结束语
本设计以节能减排为目的，不同于以往的有害气体泄漏报警系统，其特点是：(1)设计采用TI公司的CC2430芯片为主控芯片，通过Zig Bee无线网络的建立，能使覆盖面更广。(2)其电路简单、结构紧凑、功能强大、使用方便、可靠地应用于家居或工业现场对空气中有害气体浓度的检测与处理，并通过GSM技术发送短消息通知用户现场环境中有害气体超标的警报。(3)当气体浓度超标时，可自动打开快速集气处理装置，快速对有害气体进行收集与可行性化学处理，实现零污染排放。(4)所研制的有害气体报警器不仅具有一般报警器的功能，且增加了周密的保护措施，确保危险及时得到解除，保障环境卫生、人身安全与财产安全。
实践证明，此系统操作方便、探测范围广，可便于集中管理，具有较高的使用价值。同时其需要投入的成本低，经济效益高。