苗可彬

（1.煤炭科学技术研究院有限公司，北京 100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013；3.北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 100013）

根据电化学原理设计的一氧化碳传感器具有响应速度快、检测精度高、选择性好等优点，被广泛应用于煤矿、化工、冶金等工业场所的一氧化碳浓度检测。《煤矿安全规程》[1]及《AQ1029-2019 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》[2]中明确要求，开采自燃或容易自燃的煤层、自燃发火观测点、封闭火区防火墙、采区回风巷等地必须安装一氧化碳传感器。目前，一氧化碳传感器多采用三电极电化学敏感元件，使用前置高阻抗、低失调电压的运算放大器[3]进行信号放大及滤波处理，电路信噪比不易提高，增益调整不灵活。同时，传感器多采用有线通信方式，存在抗干扰能力低，布线繁琐的问题[4]。随着工业自动化、智能化的快速发展，大型机电设备、高频电子设备被广泛应用于上述工业场景，而这些设备极易产生浪涌、电快速脉冲群、电磁辐射等干扰信号，通过线缆传导到传感器设备上，影响一氧化碳检测的准确性和可靠性[5]，对一氧化碳传感器硬件电路的抗干扰能力和传输方式提出了更高要求。

鉴于此，研究设计了一种以LoRa 无线组网技术为基础[6]，采用MSP430F2013 单片机的低功耗无线一氧化碳传感器[7]，利用单片集成电路即可完成信号的放大、模数转换及软件滤波，LoRa 无线组网模块用于完成无线传输，满足一氧化碳传感器的低功耗、高精度、高抗干扰能力的监测要求，提升煤矿安全监测监控技术水平，提高系统运维的高效性与智能性。……