基于ZigBee的CNG加气站可燃气体泄漏检测与定位系统研究

摘要

CNG(压缩天然气,Compressed Natural Gas)是一种理想的车用替代能源,它具有成本低,效益高,无污染,使用便捷等特点,越来越显示其强大的应用发展潜力。CNG行业迅速发展的同时造成的是站点分散,监管难度加大,加之许多地方管理工作相对薄弱滞后、控制手段落后,使得许多新建的CNG加气站在经营管理、设备监控、安全生产等方面存在诸多漏洞和问题,安全生产事故时有发生。因此,加强对CNG加气站可燃气体泄漏检测与定位的研究非常必要。
　　 ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信新技术,主要适用于自动控制和远程控制领域,可以满足对小型廉价设备的无线联网和控制。与其他无线传输方式相比,具有比较明显的优势。其可以工作在免费的ISM频段,协议栈免专利费,可以大大的降低网络的成本。ZigBee且具有自组织能力,可以减少布置网络的复杂性,并且很容易维护。
　　 本文首先分析CNG加气站工艺流程中可能发生的可燃气体泄漏情况,并对可能产生的后果进行总结。以MC13213作为核心芯片,进行节点设备基本系统电路和外围接口电路的设计,然后采用BeeKit和CodeWarrior开发软件,进行节点软件设计。然后通过合理的布置无线传感器节点,并对已有的定位算法进行改进,对输气管道、容器的气体泄漏点做出定位。
　　 最后,由于加气站内存有燃烧爆炸气体甲烷,必须要避免静电火花等危险因素,因此,本文对传感节点电路也进行本质安全设计。