可燃气体检测系统中英文对照外文翻译文献.docx
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可燃气体检测系统中英文对照外文翻译文献.docx
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可燃气体检测系统中英文对照外文翻译文献
可燃气体检测系统中英文对照外文翻译文献
(文档含英文原文和中文翻译)
原文:
DesignofCombustibleGasDetectionsystemusingWireless
Keywords:
TGS813,AT89S52,DS18B20,nRF905,TC35i
Abstract.Thedetectiondeviceofcombustiblegasaredesignedinthepresentedwork,usingwirelesstransceiverandGSMnetwork.Thesystemrealizethewirelesstransmissionofthegasconcentration,andalsocansendalarminformationtouser’smobilewhenanexceptionoccurs.Thesystemconsistsoftwoparts:
amasterandslave.Thefunctionoftheslaveistocollectdata,processdataandtransfferthedatatothemaster.ThetaskofthemasteristoreceivedataanddisplayitbyLED.
ThesignalacquisitioniscompletedbysensorTGS813andA/DconverterTLC2543.ThewirelesstransmissionisachievedthroughwirelesstransceivernRF905.Sincetheaccuracyofthesensorisaffectedbytheenvironment,usingDS18B20toachievetemperaturecompensation.AndwithwirelesscommunicationmoduleTC35iandGSMnetworkplatform,wecansendthealarminformationtouser’smobilepromptly.
Introduction
Gasdetectioniswidelyusedinpetroleum,chemical,metallurgy,family,shoppingmalls,gasstationsandotherplaces.Currently,howtomonitorthehazardousgasfastandaccuratelyaretheimportantissues.Althoughthegasdetectiontechnologyisrelativelymature,butmostproductshasmanyshortcomings,suchassinglefunction,operatingcomplex,bulky,expensiveandlowsensitivity.Wirelesscommunicationtechnologyappliedtothegasmonitoringfield,canresolvetheproblemofremotemonitoringinspecialenvironment,suchashightemperature,lowtemperature,toxicgas.andunabletowiring.
Inthepresentedwork,thecombustiblegasdetectorisfullyfunctional(withwirelesstransceiver),simple,smallsize,lowcost,andhashighsensitivity.Theequipmentcangreatlyimprovethesystem'sdetectioncapabilityandaccuracywithtemperaturecompensationalgorithm,andalsocansendalarminformationtotheuser'smobilephonepromptlythroughtheGSMnetwork.
Systemdesign
ThesystemconsistsoftwopartsasshowninFigure1.
Fig.1Overallsystemblockdiagram
Theslavepartmainlycompletedatacollectionandwirelesstransmission.Themasterpartmainlycompletereceivingdata,displayingandsendingalarmmessage.
Thesignalofgasconcentrationiscollectedbycombustiblegassensorwhichgeneratesaweakelectricalsignal.Thesignalcanbeamplifiedandstabilizedbyconditioningcircuit.AndthenA/Dcircuitconvertstheanalogsignaltodigitalsignalwhichmicrocontrollercanprocess.Inordertoimprovethemeasurementaccuracy,andreducetheimpactoftemperature,designatemperaturecompensationcircuittocollecttempreturedata.AT89S52processthecollecteddataandsenddatatothemasterbywirelesstransceiver.
ThemasterreceivesthedataanddisplaysitbyLED.Andifthegasconcentrationbeingabnormal,thesystemwilldrivespeakerforanalarmsignalanduseTC35imoduletosendalarminformationtouser’smobile.
Hardwaredesign
Signalacquisitionandconditioningcircuit.Figure2showsdataacquisitioncircuit.TGS813isaGassensingresistivesensor.TheconductivityofTGS813isinfluencedbytheconcentrationofcombustiblegasesinair,thegreatertheconcentration,thehigherconductivity.InsystemR0,R9,R10andRS(inTGS813)formabridgecircuittoconvertresistancetovoltagesignal.OperationalamplifierAconnectedasavoltagefollowerwithresistorsR7andregulatorD1makeupthevoltageregulatorcircuittosupplypowerforthebridge.InordertothevoltageadapttotheA/Dconverter,thevoltageisamplifiedbyopampB,andthemagnificationcanbeadjustedthroughresistorR11.
Fig.2Gasconcentrationsignalacquisitioncircuit
Fig.3Temperaturecompensationcircuit
Temperaturecompensationcircuit.TheresistanceofRsisgreatlyaffectedbytemperature.Inordertoimprovesystemaccuracy,theresultsmustbetemperaturecompensatedortemperaturecorrection.Insystem,usingtemperaturesensorDS1820tocollecttemperaturesignal,andusingsoftwaremethodfortemperaturecorrection.
Wirelesstransmissionmodule.Wirelesstransceiverisachievedbyasingle-chipRFtransceivernRF905.MCUandnRF905realizedataandcommandsinteractionthroughtheSPIinterface.ThetypicalapplicationschematicisshowninFigure4.Theantennapartis50Ωsingle-endedantenna.Thecommunicationfrequencyis433MHz,andoperatingvoltageis3.3V.Thevalueofresistors,capacitorsandinductorisdeterminedbythedatasheetofnRF905.
GSMshortmessageunit.TheinterfacecircuitofTC35iandMCUisshowninFigure5.The
communicationbetweenMCUandTC35iisviaserial,andtherateis9600bps.Communicationsmodeis8-bitasynchronouswithastartbit,8databits,and1stopbit.ButtheserialinputofTC35irequiresCMOSlevel,andserialoutputof89C52requiresTTLlevel.Inordertoachievethevoltageconversionthesystemusethewayofresistorssharingvoltage.
Fig.4nRF905ApplicationSchematic
Fig.5TC35iandMCUinterfacecircuit
SoftwareDesign
Thesoftwaresystemincludesdataacquisitionmodule,temperaturecompensationmodule,andwirelesstransceivermodule
Wirelesssendingprogram.NRF905datasendingprocessisasfollows:
1)Whenhavingdatatosend,themicrocontrollersendthereceiver'saddressandthedatatonRF905chronologicallybytheSPIinterface.ThenplacedthedatatobetransmittedintoTxBufregister,sendWTPcommandtowritethedatatoTX-Payloadregister,andsendWTAcommandtowriteTXaddresstotheTX-Addressregister.
2)ThemicrocontrollersetTRX_CE=1andTX_EN=1tostimulatenRF905ShockBurstTMsendingmode.Whendatatransmissioncompleted,thedatareadypinissethigh;
3)BeacauseofAUTO_RETRANbeinghigh,thedataofnRF905isconstantlyre-issueduntil
TRX_CE=0.
4)whenTRX_CEpinissetlow,meansthedatatransmissioncompletedandnRF905enteridlemode.
Wirelessreceivingprogram.NRF905datareceivingprocessisasfollows:
1)WhenTRX_CE=1andTX_EN=0,nRF905entersShockBurstTMreceivemodecheckingconstantlyandwaitingforreceivingdata.
2)WhennRF905detectthecarrierhavingsamefrequencyband,thecarrierdetectpinwillbesethigh.
3)WhennRF905receiveamatchedaddress,theaddressmatchespinwillbesethigh.
4)Whenpacketcorrectlyreceived,thewordhead,addressandCRCbitswillautomaticallybe
removed,andthedatareadypinwillbesethigh.
5)MCUsetTRX_CEto"0",andnRF905entertoidlemode.
6)Whenallthedatareceived,nRF905setdatareadypinandaddressmatchingpinto"0",and
nRF905turntoshutdownmodeorShockBurstTMtransmitmodeandreceivemode.
Fig.6Wirelessdatatransmissionflowchart
Fig.7Wirelessdatareceivingflowchart
Summary
Designedanequipmenttodetecttheconcentrationofcombustiblegas,whichhaswirelesstransceiverfunctionsandcansendthealarminformationtouser’smobilepromptlythroughGSM.Experimentalresultsshowthatthedeviceshavehighprecision,stabilityandreliability.Itcanmeetmostapplicationswhichneedreal-timemonitoringofcombustiblegasconcentration.
References
[1]LiuS,ChenQ,WangHG,eat.Electricalcapacitancetomographyforgassolidsflow
measurementforcirculatingfluidizedbeds[J].FlowMeasurementandInstrumentation,2005,16(2-3):
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[2]TGS813-fortheDetectionofCombustibleGases[DB/OL].2009-08-12.
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TC35i.IEEE.2008InternationalSymposiumonComputerScienceandComputationalTechnology
(ISCSCT),Shanghai,2008:
80-83
译文:
使用无线的可燃气体检测系统的设计
关键词:
TGS813,AT89S52单片机,DS18B20,nRF905,TC35i
摘要;可燃气体检测装置是在所提出的工作设计,使用无线收发器和GSM网络。
该系统实现了气体浓度的无线传输,也可以发送报警信息到用户的移动发生异常时。
该系统由两部分组成:
一个主和奴隶。
奴隶的功能是收集数据,处理数据和过渡到主数据。
主的任务是接收数据并通过LED显示。
信号采集由传感器TGS813和A/D转换器TLC2543完成。
无线传输是通过无线收发芯片nRF905实现。
由于传感器的精度受环境的影响,采用DS18B20实现温度补偿。
与无线通信模块TC35i模块和GSM网络平台,我们可以发送报警信息到用户的移动迅速。
简介;
气体检测广泛应用于石油,化工,冶金,家庭,商场,加油站和其他地方。
目前,如何快速、准确地监测有害气体是一个重要的问题。
虽然气体检测技术已经比较成熟,但大多数产品有许多不足之处,如功能单一,操作复杂,笨重,昂贵的和低灵敏度。
无线通信技术在气体检测领域的应用,可以解决在特殊环境下的远程监控问题,如高温,低温,有毒气体无法布线。
在工作中,可燃气体detectoris全功能(无线),简单,体积小,成本低,具有很高的灵敏度。
该设备具有温度补偿算法,大大提高了系统的检测能力和精度,并能及时发送报警信息通过GSM网络到用户的手机上。
系统的设计
该系统由两部分组成,如图1所示
图1系统总体框图
下位机部分主要完成数据采集和无线传输。
主控部分主要完成数据接收,显示和报警信息。
气体浓度信号是由可燃气体传感器产生微弱电信号采集。
信号可以被放大和调理电路的稳定。
然后A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号,单片机可以处理。
为了提高测量精度,降低了温度的影响,设计了温度补偿电路采集温度数据。
AT89S52处理收集到的数据和发送通过无线收发模块的主数据。
主机接收数据并将其显示在LED。
如果气体浓度异常,系统会发出报警信号并利用TC35I模块发送报警信息到用户的手机扬声器驱动。
硬件设计
信号采集和调理电路;图2显示了数据采集电路。
是一个气敏电阻传感器TGS813。
的电导率是由TGS813在空气中的可燃气体浓度的影响,浓度越大,较高的电导率。
在系统R0,R9,R10和RS(在TGS813)形成一个桥电路将电阻的电压信号。
运算放大器连接一个电阻R7和调节D1的电压跟随器组成的稳压电路为桥式供电。
为了电压适应A/D转换器,电压通过运放B扩增和放大,可以通过调整电阻R11。
图2气体浓度信号采集电路
图3温度补偿电路
温度补偿电路;RS电阻受温度的影响较大。
为了提高系统的精度,结果必须进行温度补偿和温度校正。
在系统中,利用温度传感器DS1820采集温度信号,和用于温度校正软件的方法。
无线传输模块;无线收发器是单片射频收发器nRF905实现。
单片机和nRF905实现数据和命令的交互通过SPI接口。
典型应用示意图如图4所示。
天线部分50Ω单端天线。
通信频率为433MHz,运行电压为3.3V。
的电阻值,电容器和电感器是由nRF905芯片的数据表确定
GSM短消息单元;TC35i和单片机的接口电路如图5所示。
的
communicationbetweenMCUandTC35iisviaserial,andtherateis9600bps.Communicationsmodeis8-bitasynchronouswithastartbit,8databits,and1stopbit.ButtheserialinputofTC35irequiresCMOSlevel,andserialoutputof89C52requiresTTLlevel.Inordertoachievethevoltageconversionthesystemusethewayofresistorssharingvoltage.
单片机与TC35I之间的通信是通过串行,和速率是9600。
communicationsmode是8位异步一个起始位,8位数据位,1位停止。
但TC35i串行输入要求的CMOS电平,和89C52单片机的串行输出需要TTL电平。
为了实现电压转换系统使用电阻共享电压的方式
图4nRF905应用示意图
图5TC35i模块与单片机的接口电路
软件设计
软件系统包括数据采集模块、温度补偿模块和无线收发模块
无线发送程序,nRF905发送数据的过程如下:
1)当有数据要发送,单片机把收信人的地址和数据以nRF905按时间顺序的SPI接口。
然后把要发送的数据发送到发送缓冲器寄存器,WTP命令写入数据寄存器和发送TX的有效载荷,WTA命令写德克萨斯州TX地址寄存器地址。
2)微控制器设置trx_ce=1和tx_en=1刺激shockbursttmnRF905发送方式。
当数据传输完成后,数据准备好引脚设置高;
3)BeacauseofAUTO_RETRANbeinghigh,theda
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