目前,居民已广泛使用燃气。而燃气的泄露却成为财产安全与健康的重大隐患。基于这一背景,本文提出了一个基于无线传输的楼宇燃气立管自动切断放空系统,能够实现在普通居民楼的环境下快速有效地监控天然气泄漏。当发生泄漏时,该系统能够及时地关闭天然气输送管道,并将泄漏的天然气排出居民楼。本文主要研究内容如下:(1)通过分析和比较甲烷检测技术与无线传感器网络的相关技术,设计出自动切断放空系统的硬件结构。该系统的硬件主要由系统的光路模块、核心控制模块、数据采集系统、Wi-Fi模块、电源模块和电机驱动模块等组成,并辅以合适的传感器模块、单片机模块、电磁阀模块及所需驱动模块。(2)根据所设计的硬件结构编写出系统的软件结构,包括系统的嵌入式软件设计、蚁群算法的应用与上位机设计。软件的仿真结果表明蚁群算法可以显著降低网络能耗。(3)对本系统进行标定,并对标定后的系统进行验证实验,包括检测探测模块的精度、重复性以及稳定性,同时对阀门的相关性能进行实验验证。最终得到系统的精度为±2.5%,响应时间小于等于16s,系统检测的相对标准差为2.05%,并有良好的稳定性。