1、和参考信号的放大滤波电路。因为有测量信号和参考信号两路信号，所以我们选用双运算放大器。包括两个的，高增益，内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式。它的使用范围包括传感器，直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。电源电压范围，低功耗电流，适合用电池供电。图信号放大滤波电路其中,为下拉电阻为隔直电容，滤除原始信号中的直流偏置电压为平衡电阻使得放大器的正负输入端的阻抗匹配，电容,滤掉高次谐波分量，通过调整和可以改变放大器增益，放大器增益由式表示。转换的设计前面所用电路最终输出的是模拟信号。要实现在计算机内的控制必须进行转换。硬件原理芯片本身带有个位的转换器，其结构如图所示。图框图的转换位数可选，从位。
2、输入电压为参考电压为参考电压外部对差分基准输入转换精度选择位转换选择位转换选择位进行转换选择位进行转换输入通道端口端口端口端口端口端口端口端口接地端片上温度传感器电压采样函数这里我们选取端口输入电压为参考电压，测量信号从输入到芯片，参考信号从输入到中，采用位转换器，进行转换。得到比值，做是否超标的判断，如果超标,唤醒系统，进行通信，如果没有超标继续循环，其软件流程图见图。程序代码如下开始测量信号转换参考信号转换两路信号做比值是否超标唤醒网络结束第三章无线网络的组网原理无线自组织网络概述长期以来无线网络直采用种集中式模式，这种模式可能会造成瓶颈延时和故障单点。无线自组织网络正在作为种替代无线交换功能的技术兴起，它通过采用格栅状的拓扑结构，将智能性由交换机分散。
3、收光谱，吸收强度与气体浓度有关来检测瓦斯浓度的。红外吸收型气体检测仪器般由红外辐射源白炽灯或红外，气室，波长选择装置滤光片，红外探测装置如热电探测器，热电池等组成。如果气体吸收谱线在入射光谱范围内，那么红外辐射透过被测气体后，在相应谱线处就会发生能量的衰减，未被吸收的辐射被红外探测器测得，通过测量该谱线处能量的衰减就可知被测气体浓度。几种瓦斯传感技术的比较见表。表几种瓦斯传感器件性能对比名称热催化型光干涉型热导型气敏半导型红外型原理热效折射率不同热导效应气体吸附气体吸收精度好中中差好零飘中大大小稳定性中好好差好选择性差差中差好校正周期周自校正寿命六个月中长价格中中中低高从表中可以发现可以发现红外型的传感器在各个性能上都有比较突出的表现，实际上红外型传感器已。
4、到位。个可配置输入通道。芯片如图所示当使用转换时，口必须配置成输入从而作为个输入。电压计算公式见式。电压精度参考电压其中为转换后的值，精度为选择位数，选择位转换就为的次幂，这里选内部参考电压。完成模数转换结果直接送至内存模式，不需要干涉。另对需要的几个管脚作简单说明。为管脚提供电压为的数字电路部分提供电压。其他管脚说明见附录。选择任意两个管脚进行输入，进行转换并得出比值。量化滤波器时钟以及时钟控制器输入参考电压图芯片管脚图这里选择的是位转换。根据式所示，最大值是的次幂，这里精度为的次幂，参考电压选为，所以对模拟电压的最大输入为要求是。软件原理这里我们使用开发环境对转换进行硬件设置。在第四章中将做介绍。下面是转换的硬件配置驱动程序库。参考电压选择参考电压选择。
5、有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生，以确保煤矿的安全生产。本课题的研究就是综合运用传感器与无线传感器技术，实现煤矿瓦斯的自动监测与控制，实现井上，井下联动，并使各矿井情况局域网共享。最终可以实现监管部门直接监管各个矿井生产情况。第章概述瓦斯气体的特点煤矿瓦斯则是指的天然气，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷丙烷和丁烷，此外般还含有硫化氢二氧化碳氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。如遇明火，即可燃烧，发生瓦斯爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。由于煤矿在正常情况下是没有瓦斯的，所以国家煤矿管理有关规定中明确指出，瓦斯浓度超过就要停止生产，采取安全措施。几种瓦斯传感器的特点与原理热催化型热。
6、个的工作节点为依托，通过无线通信组成的星状树状或网状网络每个节点的功能并非相同。为了降低成本，系统中大部分的节点为子节点，从网状通信上，它只是其功能的个子集，称为半功能设备。而还有些节点，负责与所有控制的子节点进行通信，汇集数据以及和发布控制，或起到通信路由的作用，称之为全功能设备。每个网络都有唯的个协调器，它相当于现在有线局域网中的服务器，具有对本网络的管理能力。网络中的全功能节点可作为路由器协调器以及终端节点来使用，而半功能节点只能作为终端节点使用。几种网络的拓扑结构如图图图来显示。图星状网络拓扑星状网是由个协调点和个或多个终端节点组成的。协调点必须是，它位于网络的中心，负责发起建立和维护整个网络，其它的节点终端节点般为，也可以为，它们分布在协调点的覆。
7、场使用方便。但它也存在些缺点，特别是当空气中的氧气不足和氮氧比例异常时，测量将出现误差，选择性较差进部变为电信号还存在些困难。热导型热导原理的气体检测仪器是利用所测气体与空气的热导率之差来实现对气体浓度检测的。热导型气体检测仪器是将待测气体送入气室，气室中有热敏原件，如铂丝或钨丝，对热敏元件加热到定温度，当待测气体的导热系数较高时，热量更容易从热敏元件上散发，使其阻值减少，通过惠更斯电桥测量这阻值变化可得到被测气体浓度值。热导型瓦斯检测仪器常常与载体催化型瓦斯检测仪器相结合，瓦斯浓度范围内用催化元件测量，瓦斯浓度范围内用热导元件测量。热导型检测装置结构比较简单，主要部分是个电桥。热敏元件工作温度低低于摄氏度，工作电压不高，所以极易制成矿用本质安全型，而且热。
8、间彼此相连。不过无线自组织网状网络当中，节点之间彼此相连。如果无线自组织网状网络中的节点要传送信息，数据包就会从个节点跳到另个节点，知道最终达到目的地。传输的具体步骤如下个新节点利用简单的发现协议向网络广播自己的存在，加入到无线网络中。已有的节点认知这个新节点，并透明地重新配置和重新调整网络来容纳这个新节点。在通信过程中，每个节点根据收到的信号强度，吞吐量时延，频繁重新计算最佳路径。路由技术是移动节点通信的基础，也是移动自组织网络的关键技术之。与般的蜂窝无线网络不同，移动自组织网络个节点间的通信节点间通过多跳数据转发机制进行数据交换需要专门的路由协议进行分组转发操作。无线信道变化的不规则性节点的移动加入退出等都会引起网络拓扑结构的动态变化。网络拓扑结构是个。
9、催化原理的检测仪器是利用催化物能使低浓度瓦斯在低温度下持续燃烧氧化，因不同浓度的瓦斯在燃烧时产生的热量不同，用温度的变化来测量瓦斯浓度的种检测仪，又称为催化氧化式或接触燃烧式。光干涉型利用光干涉检测原理，可以测定多种气体浓度，在煤矿中主要测定瓦斯和二氧化碳的浓度。光干涉原理的瓦斯检测仪器是利用光波在空气和瓦斯中的传播速度不同，产生的光程差引起干涉条纹的移动来测量瓦斯浓度。由同光源发出的两束光分别经过充有空气的参考气室和充有待测气体的采样气室后，再相遇时两束光将产生干涉条纹。瓦斯浓度不同，干涉条纹的位置就不同，根据干涉条纹的位置就可以测定瓦斯的浓度。光干涉型瓦斯检测仪器不存在高浓度瓦斯冲击或激活影响及中毒问题，使用寿命长，由于采用压力法校准，无需标注氧气，现。
10、经成为了现在瓦斯监测的主要应用技术了。然而价格偏高是这个技术的个弱点，设计款性价比较高的红外瓦斯监测系统就成了本课题的个研究重点。无线技术的特点及应用技术概述及特点是种新兴的短距离，低速率无线网络技术，它是种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。它此前被称作或无线技术，主要用于近距离无线连接的控制器。是个型场效应管儿，具有导通电阻小，开关速度快的优点，为实现红外光源状态速速转变提供了条件。多谐振荡器控制场效应管的通断，当其输出高电平时，导通当其输出低电平时，截止，控制红外光源状态的切换。通过调整来控制红外光源两端的电压，使其满足要求。图光源调制电路放大电路的设计热释电探测器的原始输出信号为几个毫伏，为了提高测量精度，需要对该信号进行放大和滤波。图是测量信号。
11、敏元件为半永久性元件，使用寿命长。但用热导方法得到的信号较小，仪器的零点漂移是个较难克服的缺点，它受到加工精度的影响很大。同时热导型仪器对低浓度瓦斯反应不准确，易受到水蒸气和氧气浓度的影响。气敏半导体型气敏半导体型瓦斯检测方法是近几年发展比较迅速的种气体检测方法，它是利用些金属氧化物在特定温度下，吸附不同气体后电阻率将发生变化这原理制成的。气敏半导体元件具有灵敏度较高能耗较少寿命长等优点，不存在载体催化元件中毒影响等问题。其缺点也比较明显是选择性较差，尤其是受水蒸气影响严重，虽然通过添加些材料或改变反应温度可以适当提高其选择性，但作用不大，二是线性测量范围窄，测量可燃气体浓度的精度较差。红外气体吸收型红外吸收型气体检测仪器是利用不同气体对红外辐射有着不同的。
12、到接入点中，使节点或接入点无须经过中央交换机点就可相互通信，从而消除了集中的故障，并提供了自愈和自我组织的功能。狭义上的网状网络是指种网络拓扑结构，网络中的设备是通过网络节点之间的众多冗余链路互相连接起来的。每个节点都与网络中的另个节点相连接，可直接连接，也可通过中间节点连接。无线自组织网络也称多跳网络是以网状网络为拓扑结构，每个网络节点为路由路径，数据包根据路由协议在节点间以无线的方式传送的交换式无线网络。从网络拓扑结构上讲，无线网状网可以被看做是无线版微缩版的互联网。互联网呈现的是网状网的拓扑结构，而无线自组织网状网又把互联网的信形式延伸到了无线领域。拓扑结构如同张网。在传统的星状拓扑结构中，许多外围节点连接到中心节点。不过在无线自组织网状网中，节点之。
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无线传感器网络在煤矿瓦斯监测系统中的应用1