穿戴式作业现场毒害气体预警系统

发布时间：2017-08-24 05:12

  本文关键词：穿戴式作业现场毒害气体预警系统

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【摘要】：在工矿企业或市政施工现场的作业人员，，常因作业环境毒害气体超标导致中毒或窒息。而当前市场上常用的气体检测仪使用不灵活，需要人工读数观察，作业人员因此而降低作业效率。传统防护服功能单一，体积较为庞大，穿戴者工作效率更是显著下降，同时也无法将检测到的毒害气体信息反馈给穿戴者，不能有效的保障作业人员人身安全。在恶劣的作业环境中，如何保障其自身的安全迫在眉睫。因此，加快防护装备的智能化是亟待解决的问题。 本论文提出了一种用于作业现场的穿戴式毒害气体预警系统，以降低工业生产中毒害气体对作业人员的生命与健康危害为目标，微控制器和无线连接作为系统平台，添加电化学(EC)气体传感器传感模块和温湿度传感模块等环境感知模块，探测施工现场的气体浓度，并利用温度与EC气体传感器灵敏度之间的关系，对EC气体传感模块进行浓度的校正。当气体浓度超标，结合阈值告警算法，执行子系统会通过视觉告警模块(三色LED)、听觉告警模块(压电蜂鸣器)以及触觉告警模块(振动电机)给用户一级或者二级报警。 人机界面由ADT平台来开发，通过TCP服务器/客户端的形式与多路气体预警装置连接，实时显示各路气体预警装置所处位置的气体浓度和温湿度，并利用加权移动平均预测模型，计算气体浓度预测值；当气体浓度值危害到作业人员的生命健康时，根据算法给用户提供视觉(文字颜色)、听觉(报警音)以及触觉(振动)告警，从而能及时撤离危险作业现场，保障用户的安全。 穿戴式作业现场毒害气体预警系统能够在不影响作业人员的穿着性和操作性的情况下，保证施工作业的高效完成及作业人员的安全与健康。
【关键词】：作业现场 毒害气体 气体传感器 安全预警 穿戴系统
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X965
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-7
• 第1章 绪论7-16
• 1.1 引言7-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本论文研究意义12-14
• 1.4 本论文研究内容14
• 1.5 本论文章节安排14-16
• 第2章 穿戴式毒害气体预警系统的架构设计16-26
• 2.1 穿戴式毒害气体预警系统总体框架16-17
• 2.2 穿戴式毒害气体预警系统平台设计17-24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 穿戴式毒害气体预警系统环境感知子系统26-33
• 3.1 EC 气体传感模块26-30
• 3.2 温湿度传感模块30-31
• 3.3 本章小结31-33
• 第4章 穿戴式毒害气体预警系统执行子系统33-41
• 4.1 视觉告警模块33-35
• 4.2 听觉告警模块35-37
• 4.3 触觉告警模块37-38
• 4.4 气体交换模块38-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 穿戴式毒害气体预警系统软件开发41-53
• 5.1 系统平台程序开发与实现41-50
• 5.2 人机界面开发与实现50-52
• 5.3 本章小结52-53
• 第6章 穿戴式毒害气体预警系统算法与系统测试53-61
• 6.1 EC 气体传感器校正研究与实现53-55
• 6.2 阈值告警研究与实现55-57
• 6.3 智能预警研究与实现57
• 6.4 系统测试57-60
• 6.5 本章小结60-61
• 第7章 总结与展望61-63
• 7.1 工作总结61-62
• 7.2 技术展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间项目参与、论文发表以及专利申请情况68-69
• 附录 I 系统平台原理图69-70
• 附录Ⅱ 程序70-82
• 1、EC 气体传感模块LMP91000 配置程序70-73
• 2、EC 气体传感模块ADS1110 配置程序73-74
• 3、温湿度传感模块HTU21D 配置程序74-76
• 4、视觉告警模块NCP5623C 配置程序76-78
• 5、听觉、触觉和气体交换模块配置程序78-79
• 6、系统平台主函数79-82

【参考文献】

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本文编号：729380