[发明专利]一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统

说明书

本发明公开了一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元，分布式测量单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器，用于获取环境测试值。本发明可以同时测量温度、湿度和烟雾浓度三个环境参数，利用Zigbee无线传输可便利地完成多点测量传感器的布置，中央控制系统根据收到的测量数据实时决策启动工业换气设备进行环境调节控制，同时六个单控开关使整个安全监测控制系统可以适应特殊工况下的操作，使车间环境在多工况下更加自动化、安全化。

技术领域

本发明属于单片机控制方法技术领域，具体涉及一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统。

背景技术

在化学工业生产活动中，化工生产车间通常会出现高温、高湿和高烟雾浓度的工作环境，因此经常会发生因为高温、高湿和高烟雾浓度引发的工业安全事故。根据国家安全监管总局披露的信息，2017年全国化工行业共发生安全事故203起，死亡238人，事故总量依然很大。2017年12月9日连云港某生物科技公司发生重大爆炸事故致11人死伤，类似爆炸事故通常都和生产车间的高烟雾浓度有直接关系，面对这些工业安全事故造成的重大人身安全和财产损失，人们清醒地认识到对生产车间环境参数进行实时监测并进行调节控制十分必要。

为预防工业安全事故的发生，以及防止高温、高湿和高烟雾浓度对工人身体造成损害，因此需要在化工生产过程中对温度、湿度和烟雾浓度这几个变量进行监测，并根据监测结果对车间环境进行调节改善。但在化学工业发展初期，监测和调节控制工作大多是由工人手动完成，不仅工作量大，监测记录的数据少，而且也难以根据监测结果进行实时调节控制。因此，利用单片机和无线传输技术可以实现化工生产车间具有网络化、自动化的安全环境系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，解决了现有技术中无法对化工车间多个环境参数如温度、湿度和烟雾浓度同时测量并能实时做出调节控制决策的问题。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种基于Zigbee和单片机的车间环境安全监测控制系统，包括分布式测量单元、中央控制系统和调节控制单元，分布式测量单元通过Zigbee无线通信协议连接中央控制系统，中央控制系统通过Zigbee无线通信协议连接调节控制单元。

本发明的特点还在于，

分布式测量单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度传感器、A/D数模转换芯片、单片机a和Zigbee模块a，温度传感器与单片机a IO口P2.2连接，湿度传感器与单片机aIO口P2.4连接，烟雾传感器和A/D数模转换芯片相连接，A/D数模转换芯片的8位输出引脚分别与单片机a IO口P1.0-P1.7相连接，Zigbee模块a的P0.2接口与单片机a的P3.0接口相连接，Zigbee模块a的P0.3接口与单片机a的P3.1接口相连接。

中央控制系统包括LCD显示模块、单片机b和Zigbee模块b，温度传感器、湿度传感器和烟雾浓度传感器获取的测量值通过Zigbee模块a无线传输发送到Zigbee模块b，单片机b与LCD显示模块相连。

调节控制单元包括单片机c、Zigbee模块c和电磁继电开关器，单片机c与Zigbee模块c使用串口通信协议传输数据，单片机c控制电磁继电开关器的开合，电磁继电开关器接入换气设备开关电路。

单片机a、单片机b和单片机c的型号均是STC89RC52，Zigbee模块a、Zigbee模块b和Zigbee模块c型号均是CC2530。

温度传感器型号是DS18B20，湿度传感器型号是DHT11，烟雾浓度传感器型号是MQ-2。

中央控制系统还包括六个单控开关，六个单控开关分别与单片机b的P1.0-P1.5六个IO口相连。