危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)的復(fù)合無線傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

摘要：通過對(duì)易燃、易爆危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)特點(diǎn)的分析，結(jié)合WSN技術(shù)設(shè)計(jì)出適合危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用的復(fù)合無線傳感器節(jié)點(diǎn)，可對(duì)易燃、易爆危險(xiǎn)品狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而確保危險(xiǎn)品的安全存儲(chǔ)和運(yùn)輸，減少危險(xiǎn)品安全事故的發(fā)生，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
關(guān)鍵詞：WSN技術(shù)；危險(xiǎn)品存儲(chǔ)；復(fù)合傳感器節(jié)點(diǎn)

引言
隨著石油、化工和能源工業(yè)的發(fā)展，作為原材料、能源和消費(fèi)品使用的易燃、易爆危險(xiǎn)品的流通量和存儲(chǔ)量越來越大。它的安全不僅關(guān)系到人民生命安全，更牽涉社會(huì)的安定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在易燃、易爆危險(xiǎn)品事故中存儲(chǔ)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)造成的事故最多。易燃、易爆危險(xiǎn)品存儲(chǔ)、運(yùn)輸有很多安全條件，一旦安全條件超出閾值就極易產(chǎn)生事故。目前，僅靠人工方式監(jiān)控，存在監(jiān)控準(zhǔn)確度低、監(jiān)控難度大等問題。例如，對(duì)于氣體泄漏、溫度超標(biāo)等安全信息監(jiān)控，最初很難被捕捉到。其次隨著監(jiān)測(cè)時(shí)間的推移人的警惕性很容易下降，從而影響危險(xiǎn)品的安全存儲(chǔ)。易燃、易爆危險(xiǎn)品存儲(chǔ)的安全條件包括：環(huán)境溫濕度、室內(nèi)光照強(qiáng)度、室內(nèi)氣體含量、貨架穩(wěn)定性等。本文設(shè)計(jì)出針對(duì)以上安全信息進(jìn)行監(jiān)控的復(fù)合型無線傳感器，可有效判斷易燃、易爆危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)的安全條件是否達(dá)標(biāo)。在安全條件接近危險(xiǎn)閾值時(shí)，可以及時(shí)預(yù)警并根據(jù)超限危險(xiǎn)因素特點(diǎn)得出最佳解決方案。

1 復(fù)合傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)
1．1 復(fù)合傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)
復(fù)合傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感單元、微處理器單元、存儲(chǔ)單元、無線收發(fā)單元和電源單元等組成，如圖1所示。

傳感單元用來獲取倉(cāng)庫(kù)指定位置的多種不安全信息；微處理器負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)整個(gè)復(fù)合傳感器節(jié)點(diǎn)的工作；存儲(chǔ)單元用來存儲(chǔ)自身采集的數(shù)據(jù)以及從其他節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)；無線收發(fā)器負(fù)責(zé)與其他復(fù)合傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，包括交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)。
1．2 傳感單元設(shè)計(jì)
本課題的傳感單元集光照強(qiáng)度傳感器、溫濕度傳感器、氣體傳感器、加速度傳感器于一體，綜合監(jiān)測(cè)易燃易爆危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)的安全條律。由于不同易燃、易爆危險(xiǎn)品對(duì)室內(nèi)氣體含量要求不同，本課題以C02傳感器為例測(cè)試室內(nèi)氣體含量。
1．2．1 光照強(qiáng)度傳感器
本課題選用Toshiba公司的TPS851光照強(qiáng)度傳感器，該傳感器利用PN結(jié)的反向特征。在反向偏轉(zhuǎn)時(shí)，PN結(jié)產(chǎn)生一個(gè)受光控制的電流信號(hào)。該輸出量與觸發(fā)照明成正比，而不受供應(yīng)電源的影響。TPS851輸出的模擬量接到微處理器的A／D通道。TPS851和微處理器的連接電路如圖2所示。