每次瓦斯濃度測量之前，斷開開關(guān)K，延時(shí)50 ms，以采集峰值。用50 ms進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換并且將數(shù)據(jù)存儲，定時(shí)到時(shí)合上開關(guān)K，放電。同樣。每回發(fā)送數(shù)據(jù)之前進(jìn)行10次數(shù)據(jù)采集并取平均。如果得到的結(jié)果大于設(shè)定的電壓，下位機(jī)報(bào)警，現(xiàn)場發(fā)光二極管閃爍。

3 系統(tǒng)工作流程
本系統(tǒng)是無線監(jiān)測系統(tǒng)，下位機(jī)電路采用鋰電池供電，要求連續(xù)工作1年以上，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程時(shí)首先要考慮能耗問題。由于瓦斯和溫度的變化是一個(gè)比較緩慢的過程，只要15分鐘進(jìn)行一次數(shù)據(jù)收發(fā)即可，因此可讓傳感器電路在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)處于睡眠狀態(tài)，以節(jié)約能耗。無線收發(fā)芯片CCl000的工作電流約為10 mA，而在睡眠狀態(tài)下僅有1μA；射頻功放在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)耗電約為70 mA。
MSP430F135單片機(jī)的工作電流為300μA，在睡眠狀態(tài)下不到2μA。
為了節(jié)約能耗，將15分鐘分成90個(gè)時(shí)隙。上位機(jī)每隔lO s發(fā)一次時(shí)隙代碼Tc，Tc=0x00～0x59，每次發(fā)完后轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)。上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀包括4個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼，1個(gè)字節(jié)的開始界定符0xF3，1個(gè)字節(jié)時(shí)隙代碼TC，并加上一個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼提高無線傳輸?shù)目煽啃?，因此一個(gè)數(shù)據(jù)幀共有7個(gè)字節(jié)，約需要12 ms。(CCl000的傳信率設(shè)置為4．8 kbps)
下位機(jī)要發(fā)送的數(shù)據(jù)包括4個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼，1個(gè)字節(jié)的開始界定符0xF2，1個(gè)字節(jié)的地址碼，1個(gè)字節(jié)的溫度值數(shù)據(jù)。1個(gè)字節(jié)的瓦斯濃度數(shù)據(jù)，加上1個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼。因此一個(gè)數(shù)據(jù)幀共有9個(gè)字節(jié)。這樣發(fā)送數(shù)據(jù)需要15 ms。
在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了無線監(jiān)測系統(tǒng)流程，給每臺下位機(jī)分配20 ms的發(fā)送時(shí)間，240臺下位機(jī)(序號從0x01到0xF0)完成一次通信共需要4．8 s。
下位機(jī)流程如下：
(1)下位機(jī)初始化后轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)；收到時(shí)隙代碼Tc后計(jì)算睡眠時(shí)間t，進(jìn)入睡眠。t=lO×(90一Tc)一1．5 s．
同時(shí)將定時(shí)器t2清零并開始定時(shí)。
(2)定時(shí)器t2結(jié)束時(shí)，t2清零，開始執(zhí)行信號采集子程序。
(3)當(dāng)t2=1 s時(shí)，斷開信號采集電路，并轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)。
(4)當(dāng)t2=1．5 s時(shí)，接收同步信號0x00，并根據(jù)本機(jī)地址碼n計(jì)算發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)刻
t1=(n一1)×20 ms．
同時(shí)將定時(shí)器t1、t2清零，開始定時(shí)，下位機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
(5)第n個(gè)下位機(jī)在tl=(n一1)×20 ms時(shí)被喚醒并發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完后再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)，轉(zhuǎn)到步驟(2)。上位機(jī)的流程較為簡單，下面只給出下位機(jī)工作的流程圖，如圖3所示。

4 結(jié)束語
本系統(tǒng)有效地采集了煤礦井下多個(gè)測點(diǎn)的溫度和瓦斯濃度；低功耗工作延長了系統(tǒng)的工作壽命；無線傳輸降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和布線費(fèi)用。系統(tǒng)具有很高的可靠性和性價(jià)比。