基于FPGA的低功耗全量程快速瓦斯检测仪

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煤炭开发产业是我国的国民经济的重要支柱,但瓦斯爆炸严重威胁工人的生命安全,因此对瓦斯传感器的要求甚高。本研究设计的是一种高性能的瓦斯检测仪,虽然类似的瓦斯检测仪已经做了许多,但在速度、可靠性、功耗、检测范围等问题上都有待提高。针对以上问题,本研究提出基于FPGA的低功耗全量程快速瓦斯检测仪,相对传统的瓦斯检测仪进行了以下4个改进:1.FPGA作为核心控制器,提高了系统的可靠性,降低了系统的功耗,确保了瓦斯检测仪更加适应矿井的恶劣复杂环境;2.加入BP神经网络算法,利用当前时刻的前7个瞬时时态的瓦斯浓度,预测瓦斯浓度的稳态值,提高了瓦斯传感器的检测速度,增加了工人的作业安全系数;3.采取变流瓦斯检测的方法,扩大了瓦斯检测仪的检测量程,延长了瓦斯传感器的寿命,降低了成本;4.具有组成无线传感网络功能,当矿井存在大量瓦斯检测仪时,可以将这些检测仪组成网络,便于信息的相互传递,整体掌握矿井内部的环境。以上改进措施保证了本研究的瓦斯检测仪具有低功耗、全量程、快速的特性。整个研究以FPGA为核心处理器,整体设计分为红外遥控模块、数据显示模块、数据存储模块、无线通讯模块以及声光报警模块,加强了煤矿系统安全生产的环境保障与监控,具有一定的应用前景和经济前景。
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