基于DSP和無線傳輸技術的?；穼崟r監(jiān)測系統(tǒng)

　　為便于編程和管理，軟件用C語言編寫，采用模塊化設計，程序以循環(huán)方式工作，完成初始化及子程序調用。軟件分為3個子系統(tǒng)：

　?。?）危化品運輸設備狀態(tài)數據采集與存儲；

　?。?）數據處理；

　?。?）數據無線傳輸通信。

　　3個子系統(tǒng)相互關聯又相互獨立，協(xié)同完成狀態(tài)數據處理、狀態(tài)檢測、數據存儲及上傳到車載終端。

　　5.1 數據采集

　　危化品運輸設備狀態(tài)數據采集與處理是系統(tǒng)軟硬件設計的核心部分，主要完成各個傳感器狀態(tài)數據采集，對采集的數據進行濾波、放大、整合處理后作為數據融合的數據源。正常數據每間隔10min向車載終端上傳一次，報警數據每間隔3s向車載終端上傳一次并且啟動聲光報警。

　　5.2 數據處理

　　該設計采用兩個傳感器，首先計算互相關值，當相關值大于0.7時，認為兩個傳感器數據顯著相關；小于0.7時，再采樣10次，連續(xù)小于0.7進行傳感器故障報警，這樣可以起到互相監(jiān)督的作用，防止由于某一個傳感器故障引起系統(tǒng)失靈，根據表1的計算，為兩個傳感器在酒精濃度為1×104g／m下溫度變化范圍在15℃～l9℃的數據，數據經過傳感器信號歸一化方法處理，由0～3.3V的測量范圍變?yōu)檩敵鼋橛赱0，1]之間），數據互相關值為O.7058，經證明顯著相關，可以用作下一步數據源。

表1 兩個相同型號傳感器同一條件下測量值

　　設計中需要監(jiān)測的環(huán)境參量主要是溫度、危險氣體在空氣中的含量，由于氣體傳感器受到周圍環(huán)境中溫度變化的影響很顯著，故需要采用溫度補償，這是數據處理的關鍵點。

　　當干擾輸出和傳感器輸m之間的數學關系已知時，則干擾可以在測量干擾變量的幅度之后，通過數字計算進行補償。該設計采用這種補償方式，即擬合出氣傳感器與溫度變化而變化的曲線，列出相應的方程式，在得到氣體傳感器、溫度傳感器信號的情況下，通過方程計算，計算受溫度影響的量值進行補償。這樣設計的優(yōu)點是具有較大的靈活性或寬范圍的擬合功能。根據得出的準確的溫度和濕度值帶入傳感器對于周圍溫度影響的特性曲線，得變化的傳感器數據，即電壓值，進而得出由于周圍環(huán)境溫度變化對于造成的影響進行補償。

　　文中應用最小二乘法做曲線擬合，最小二乘法可以用來處理一組數據，可以從一組測定的數據中尋求變量之間的依賴關系，這種函數關系稱為經驗公式。在實驗中測得變量之間的n個數據（x1,y1），（x2,y2），……，（xn,yn），在xoy平而上，這些數據點P（xi,yi）（i=l，2，……n）組成“散點圖”，從圖中可以粗略看出這些點大致散落在某直線近旁，認為x與Y之間近似為一線性函數。應用最小二乘法計算出溫濕度曲線與傳感器之問的函數關系。

表2 連續(xù)溫度下氣體傳感器測量電壓值

　　將表2數據在Matlab中擬合后的曲線如圖4所示，得出曲線關系為y=0.020lx+0.2379。

　　經過溫度補償的數據再利用多傳感器靜態(tài)時最優(yōu)權值分配原則做數據融合，即每個傳感器分配的權系數：

　　其中Ri為各傳感器精度的平方。設Zi（k）表示第i個傳感器第k次采樣的結果，則第次采樣時各傳感器測量的融合值：

　　此原則獲得的融合結果具有無偏性、有效性和一致性。

　　6 結語

　　該?；愤\輸設備狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)可以實現?；沸孤┑娜嫣綔y及環(huán)境溫度等的檢測，通過實時數據處理、傳輸實現實時報警，運用技術手段實現了維護?；愤\輸傘程探測、監(jiān)測與跟蹤，從而減少和避免事故的發(fā)生，避免和降低事故危害，提高了危化品運輸的安全性和可靠性。該系統(tǒng)對于?；返年懧愤\輸有很好的適用性，為工控現代化及現代化物流提供了一種安全的解決方案。