王鸿建 樊晓明 陈向飞

为了提高煤矿井下工作人员的安全，提出了以STM32F103VET6微控制器为核心的新型便携式甲烷一氧化碳测定器，采用催化原理和电化学原理对多种甲烷、一氧化碳进行同时检测，运用RFID技术实现对外通信，将采集信息通过无线方式发出。详细阐述了测定器的功能与原理，给出了系统原理框图、部分电路连接图和部分软件流程图。又进行硬件和软件设计，并做了试验，验证了新型多气体检测仪具有很好的检测性能和应用价值。

1.引言

目前，气体检测已经由单气体检测方式发展到多气体检测方式[1]，但传统的气体检测仪有功能简单、测量精度低、传感器寿命短等缺陷。本文设计了一种基于ATxmega64D4的新型便携式二合一测定器，采用了高精度的气体传感器，不仅具有多种气体同时检测、存储、显示、报警等基本功能，还设有无线通信的功能，能和矿井井下的无线网络通信（如人员定位系统的位置监测分站[2]），又能应用到煤矿井下安全避险“六大系统”[3]的紧急避险系统[4]中，提高了检测仪的实用性。

2.系统硬件设计

本便携式多参数检测仪以ATxmega64D4处理器为核心，可以实时检测环境空气中甲烷、一氧化碳两种环境气体的浓度;同时具有时间、温度、电池电量的采集功能，并在CPU控制下通过液晶模块进行显示，同时可以通过无线接口对外通信。如图1为系统原理框图，该系统主要由CPU处理及采集模块、显示模块、通信模块等部分组成。

图1 系统原理框图

2.1 信号处理及采集模块设计