无线传感器网络气体监测系统的研究和设计(开题报告 20101207).pptVIP

无线传感器网络气体监测系统的研究与设计 目录 一 选题的依据和意义 二 国内外现状及发展趋势 三 研究内容 四 准备工作情况和主要工作措施 五 工作计划 六 预期成果 七 难点和创新点 八 参考文献 一 选题的依据和意义 煤田火区治理是一个世界性难题，在全球范围内除了南极洲以外，其他几大洲都存在地下煤火现象。美国、印度等国家同样受到煤田自燃引发灾害的困扰。我国煤田火区主要分布在新疆、宁夏和内蒙古。这三个自治区的煤炭储量约占全国储量的80％以上，可是这些地区又是全国煤田火灾最为严重的省区。据有关部门估算，这3个自治区潜在燃烧面积多达720平方公里，燃烧的煤火每年破坏煤炭资源多达2亿吨，燃烧时排放出大量的有毒有害气体严重地污染了大气环境，在对流层会形成大范围的酸雨，并可能破坏臭氧层，给当地的自然环境和人民生活带来很大的威胁。 选题的依据和意义 往往煤田有多处自燃着火区，不可能同时去灭火，因此可根据着火点空气污染的严重程度来决定优先灭火。在煤田着火区域密集布设无线传感器网络气体监测节点可以实时地远程监测的有害气体排放的情况，这充分体现了无线传感器网络的特点。监测人员不用到现场也可监测气体排放情况，保护了监测人员的安全，为进一步治理当地的空气污染提供依据，最终达到保护空气环境、节能减排的目的。 节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％。 选题的依据和意义 节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。 节能减排意义深远，这应该是一项全社会、全球性的自发行为。我们要保护我们的生存环境，为我们的后代着想，而绝对不能为了眼前的利益以破坏环境为代价。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。 二 国内外研究现状及发展趋势 国外在气体检测仪的研究主要集中在气体传感器的气敏材料的创新以及复合气体采集的实现上。气体检测仪做成便携式的和固定式的两种。现在的气体检测仪多集中于气体传感器阵列电子鼻系统，可检测多种气体。日本费加罗公司发明的TGS系列半导体式气体传感器优良的长期稳定性和可靠性以在全世界获得广泛确认。美国英思科公司（Industrial Scientific Corporation）是全球知名的设计制造和销售工业级便携式和固定式有毒有害气体检测仪的专业公司。Industrial Scientific已成为全球坚固可靠的气体监测仪器(系统)的代名词。 国内外研究现状及发展趋势 M40?M 煤矿专用4气体检测仪：首家获得煤安MA认证 ，锂电池可连续工作18小时，超大LCD显示，75小时数据记录，50英尺远程采样，可检测氧气（O2）、甲烷气体（CH4）、一氧化碳 (CO)、硫化氢（H2S）。 T40 单气体检测仪，使用普通5号电池，容易更换，翻盖标定罩，美国专利，标定简便，重量轻、体积小，获得中国煤安MA认证，超大LCD液晶显示屏能清晰的读出气体浓度、种类、峰值和高、低浓度报警水平，可检测HS或CO。 国内外研究现状及发展趋势 国内外研究现状及发展趋势 煤炭科学研究总院重庆研究院研发的GTH500(B)型一氧化碳传感器。该检测仪主要用于监测煤矿井下环境气体中一氧化碳的浓度，能在具有瓦斯或煤尘爆炸等危险恶劣的环境中对煤的自燃等各种内、外因造成的火灾实现就地监测和遥测。它采用高性能进口电化学原理的气体传感器7E/F(英国CITY)，在整个硬件软件设计中，采取多种抗干扰措施，满足国家相关标准的电磁兼容要求，具有性能稳定、测量精度高、响应速度快、故障自检、结构坚固、易使用易维护等特点。 气体检测仪器的发展方向 气体传感器的研究涉及面广、难度大，属于多学科交叉的研究内容。气体传感器智能化是其发展的必由之路。智能气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术、模糊理论等多学科综合技术的基础上得到发展。气敏材料的开发和根据不同原理进行检测器结构的合理设计一直受到研究人员的关注。未来气体传感器的发展也将围绕这两方面展开工作。 目前仿生气体传感器也在研究中。警犬的鼻子就是一种灵敏度和选择性都非常好的理想气敏传感器，结合仿生学和传感器技术研究类似狗鼻子的“电子鼻”将是气体传感器发展的重要方向之一。 三 研究内容 研究内容主要分为以下五个方面： 1.有害气体监测系统设计总体方案； 2.无线气体传感器网络组网； 3.节点软硬件设计； 4.气体检测模块研究； 5.监测控制中心管理系统设计 1.有害气体监测系统设计总体方案 有害气