（1：吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林 长春 130118；2：中国华电科工集团有限公司，北京 100160）
摘要：随着城市综合管廊飞速发展，综合管廊中燃气泄漏的研究也成为众多研究热点之一。本文针对综合管廊中管道驳杂，设备众多所引起的结构智能化程度低、系统繁琐等问题，采用了STM32单片机作为下位机对综合管廊的燃气管道进行泄漏检测，并且利用ZigBee作为信息传输工具，简化了复杂的线路，降低了危险系数，除此之外运用Labview作为上位机对燃气管道进行实时监测，进一步减小了燃气泄漏的风险,为综合管廊智能化检测奠定理论基础。
关键词：综合管廊；燃气泄露；STM32；Labview
燃气在人们生活中起到重要作用，燃气管道作为输送燃气的重要工具自然就显得更加重要。近年来，国家为了使城市地下空间的综合利用率有所提高，开始修建综合管廊，管廊中汇聚了各种管线，为了减小占地空间，提高空间的利用率，将各种管线集中化管理。但管线的密集化又使得火灾的发生率升高，特别是临近燃气管道的区间，一旦发生燃气泄漏，不仅会影响其他管道，而且会引发巨大火灾。事关国家人民的利益，必然引起重视。本文在此背景下利用ZigBee无线传输系统进行数据应答，以STM32单片机为控制核心，用Labview交互界面作为监测的终端，对管道进行了监测。
当前江苏语文高考作文，“阐释型作文题”仍是主流。阐释型作文题，顾名思义，是要对概念或事物进行具体“阐释”的文章。概言之，“阐释型”作文只需考生调动自身知识，阐释材料已有的观点和概念，不需要进行演绎推理而得出新的看法或方法。而“探究型”作文题与“阐释型”作文题不同，要求考生根据提供的问题情境，展开探究，寻找合适的问题解决途径，自主确立观点并进行论证。“探究型”作文题的空间相对开放，观点、角度并不唯一，能自圆其说皆可。
设计的总体思想是“有线+无线”[1]。所谓的有线指的是电子式监控报警系统，利用它对燃气管道的区间进行检测，并将检测信息及时传送给远方控制系统。无线的方式则是利用无线设备进行数据传输，对燃气管网进行全天候监控。系统将这两者巧妙的结合在一起体现了智能化。系统设计方案如图1所示。
图1 系统方案设计图
该监测系统是以传感器检测技术、无线收发技术等为基础，由传感器模块、单片机模块、无线传输（ZigBee)模块3部分组成[2]。硬件连接方案如图2所示。
图2 硬件连接
电路中涉及到的传感器有气敏传感器、温度传感器2种传感器。以下是对应的各类传感器的介绍。
基于气敏传感器对于燃气有良好的检测效果，尤其是对于CH4灵敏度很高，因此将管廊中燃气管道的易泄漏点进行检测。根据燃气检测的要求对于不同种类的燃气和温度，传感器会显示出不同的灵敏度，为了使检测数据更加准确可以将传感器分放在距离地面或舱顶的不同位置使得检测的效果更好[3]。传感器对不同燃气和温度的灵敏度如图3～图4所示。
图3 传感器对不同气体的灵敏度
图4 传感器在不同温度下的灵敏度
温度传感器由于其体积小，轻便，测试温度范围广，在进行数据传输时，又能利用本身的单总线接口来实现与控制端的双向通讯，进一步提高了自身的抗干扰性能，而且自身还相当节能。温度传感器连接如图5所示。
图5 温度传感器连接
该系统采用STM32单片机为监测系统的控制核心，作为传感器电路与无线传输的中转站，承担着重要角色。STM32微控制器与闪存是基于ARM Cortex M.MCU 32位处理器[4]结合而成，同时保持高速和实时传输的性能，数字信号处理，低功耗等功能，并且易于开发。
从当今互联网发展的现状来看，强调用户量、用户关系、优质的内容依然是互联网发展中的有效保证。移动互联网的发展带来了哪些影响呢？改变了内容生产的分发方式，慢慢实现了中心化。在生产内容上，人人都可以成为内容的提供者，使移动互联网进入了全民时代。也是因为如此，移动短视频的生产内容逐步走向多元化。其中，最具有代表的两种：UGC和PGC。
基于标准化工业处理器和广泛的硬件和软件开发工具，使STM32微控制器成为理想的解决方案。
为了有效的将数据传输到上位机，该系统采用了ZigBee来代替以往的有线传输，在一定程度上减少了有色金属的使用量[5]。
③坑塘基础设施建设长期以来实行“国家建、集体管、群众用”的模式，出现政府责任主体缺位和农民责任意识缺失，产生产权不清，国家、集体、农民三者之间职责不清，导致建、管、用脱节，农民不愿意投资投劳弥补主体缺位。
ZigBee是一种基于LAN协议与IEEE802.15.4的标准协议，根据国际标准，ZigBee无线通信技术的特点是近距离，低复杂度，自组织以及低能耗。主要适用于控制领域以及外部设备连接。
要是专项扣除可以有效地进行推广，可以有效地减轻纳税人的负担，由于每个人的实际情况不同，所以负担情况以及税负方面也有所不同。所以需要在教育、医疗以及养老等部分和人们有着密切联系的方面，满足人们的需求。不过这次修正没有明确地之处专项附加扣除的落实，扣除的各个细节在个税专项扣除落实的过程中需要充分地进行体现。并且纳税人需要承担所存在各种责任，而且相关的部门需要进行配合，这样操作的难度以及管理的难度是比较大的，整体的成本是较高的。
无线传输系统如图6所示。
图6 无线传输系统
系统的软件由无线传输XBee模块的程序编写、单片机STM32的程序编写、上位机的运行程序编写3部分组成。
无线接收模块收到传来的数据，经过处理后上传到上位机控制中心，与此同时也可以收到上位机发出的一系列指令，并将其传送到ZigBee网络。
协调器工作流程如图7所示，单片机工作流程如图8所示。
图7 协调器传输流程图
图8 片机工作流程图
Labview是NI公司的PC图形化上位机编程程序，主要用于数据采集，测量和控制[6]。本检测中的Labview通过无线网络与下位机进行应答交流，实现实时通讯，将每个检测区域的模拟量转化成的数字量通过ZigBee上传到监测平台，达到准确监测的目的，除此之外将传输收到的数据经过初步处理后，上位机监测端将会对该数据进行解析并且显示出来，根据程序处理确定是否发出报警信号以及其他保护措施，达到智能的目的。监测界面如图9所示。
图9 上位机监测界面
综上所述，本文对基于STM32的综合管廊中燃气泄漏的检测系统进行了方案设计，其中对检测部分进行了阐述，利用“有线检测加无线传输”的方法，完成对综合管廊中有可能导致燃气管道泄露的一些因素进行检测，并且对泄露之后的燃气浓度也进行了检测，确保相关工作人员的人身安全。与此同时，利用Labview完成对整个系统的监测。通过此项技术，不仅实现了燃气泄露检测的可视化管理，而且降低了线路对燃气舱的影响因素，进一步降低了危险系数，对提升管廊的安全具有现实意义。
太西无烟煤具有低灰、低硫、低磷、高化学活性、高固定碳含量、高镜质组含量、高发热量、高机械强度、高导电性等特点，被国际上誉为“煤中之王”，是我国和世界的稀有煤种。经深度降灰技术洗选加工后，可以得到灰分小于2%、其他指标兼优的超低灰纯煤。利用太西无烟超低灰纯煤生产的活性炭具有比表面积异常发达、微孔分布集中，且微孔直接暴露于表面，吸附路径短、孔径分布窄、有效吸附中心多、脱附速度快等特征，其质量优势和价格优势是国内其他同类煤种生产的活性炭所无法比拟的。本文主要介绍利用太西超低灰纯煤为原料生产的净水活性炭的孔结构特征及其吸附性能。
参考文献
[1]李杰锋，李金萍.城市燃气管网泄漏检测技术[J].煤气与热力，2017（8）：998-1001.
[2]吴吉昌，付春江，闫怀涛.城市燃气管道泄漏检测新技术[J].化工管理，2018，5（14）：127.
[3]李伯祺，陈 露.刍议综合管廊内天然气管道的专项设计[J].广东化工，2018（6）：193-194.
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[5]汤元斌，杨 斌，涂继辉.基于ZigBee的煤气检测报警系统设计与实现[J].电子设计工程，2014，4（22）：61-64.
[6]曾素琼，黄华杰.基于单片机和Labview的无线火灾监测系统设计[J].自动化测试技术，2015，23（1）：43-49.
Design of Gas Leak Detection System Based on STM32 in Integrated Pipe Gallery
GUO Xing1，WEI Liming1，GUO Qingwei2
（1：School of Electrical and Computer Engineering，Jilin Jianzhu University，Changchun Jilin 130118，China；2：China Huadian Engeneering Co.，Ltd.，Beijing 100160，China）
Abstract：With the rapid development of urban integrated pipe corridors，the research on gas leakage in integrated pipe corridors has become one of research hotspots.In this paper，the STM32 single-chip microcomputer is used as the lower position machine to detect the leak of the gas pipe of the integrated pipe gallery and the Zig－Bee is used as the information transmission tool for the problems of the pipelines in the integrated pipe gallery and the low degree of structural intelligence caused by the numerous devices.It simplifies the complicated circuit and reduces the risk factor.In addition,Labview is used as the upper computer to monitor the gas pipeline in real time，which further reduces the risk of gas leakage and lays a theoretical foundation for the intelligent detection of integrated pipe corridor.
Keywords：integrated pipe gallery；gas leak；STM32；Labview
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：2096-2118（2019）03-0079-04
收稿日期：2019-02-08
基金项目：国家安全生产总局科研技术研究项目（2012-127）
作者简介：郭 兴（1995～），男，山西省忻州市人，在读硕士研究生，研究方向：城市地下综合管廊安全风险评价与研究。
编辑：于 璐
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