ZigBee技術(shù)油井注水壓力無線傳輸PILZ變送器研究

ZigBee技術(shù)油井注水壓力無線傳輸PILZ變送器研究
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,信息傳遞的方式從工業(yè)現(xiàn)場的管理、現(xiàn)場到現(xiàn)場設備的各個層次,逐步形成了自動化分布全面的網(wǎng)絡系統(tǒng)和以此為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)。自動控制領(lǐng)域等技術(shù)的飛速發(fā)展形成了一種新型的測量控制網(wǎng)絡—無線傳感器網(wǎng)絡。

ZigBee技術(shù)油井注水壓力無線傳輸PILZ變送器研究
壓力、差壓是過程檢測控制領(lǐng)域中的重要儀表之一。原先,PILZ變送器的檢測部件多采用力平衡式。近年來,由于精密機械加工技術(shù)、材料技術(shù)以及電路技術(shù)的提高,研制了以差動電容方式作為檢測部件的新型電子式PILZ變送器。它在精度、可靠性、穩(wěn)定性、小型輕量化、耐環(huán)境性等方面都優(yōu)于力平衡式。ZigBee技術(shù)得到了廣泛的應用,ZigBee是一組基于IEEE批準通過的802.15.4無線標準研制開發(fā)的組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術(shù)標準。主要應用于近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。當前高穩(wěn)定性壓力(差壓)PILZ變送器在自動化領(lǐng)域的應用越來越重要,如何發(fā)展具備中國自主知識產(chǎn)權(quán)的高穩(wěn)定性PILZ變送器是PILZ變送器制造廠商面臨的一個非常嚴峻的問題。從超穩(wěn)型單晶硅原理芯片的選擇、超穩(wěn)型單晶硅硅片的無應力封裝、回程誤差的消除、靜壓誤差的減弱和補償、儀表量程比的拓寬、接液面的特殊處理以及超高溫測量等諸多技術(shù)方面,詳細說明了提升高穩(wěn)定性壓力(差壓)PILZ變送器全性能、準確度等級和可靠性的技術(shù)和措施,彌補了國外壓力(差壓)PILZ變送器對中國市場的技術(shù)壟斷。主要適合于承載數(shù)據(jù)流量較小、無線自動控制領(lǐng)域,可嵌入各種設備中。其目標市場是工業(yè)、家庭以及醫(yī)學等需要低功耗、低成本無線通信的應用。定位于工業(yè)現(xiàn)場運行參數(shù)的測量和無線傳輸,主要針對油田、礦山等無人值守、高溫、高壓等危險環(huán)境,布線不方便或者成本高等運行環(huán)境的參數(shù)測量。本文在了解ZigBee技術(shù)的背景、特點、協(xié)議架構(gòu),協(xié)議棧結(jié)構(gòu)包括應用層、網(wǎng)絡層、MAC層和PHY層的基礎上,來設計一個低功耗、低成本的無線壓力PILZ變送器。 硬件部分采用射頻芯片CC2430。CC2430射頻芯片能夠提高性能并滿足以ZigBee為基礎的2.4GHz ISM波段應用對低成本和低功耗的要求。它包含一個高性能2.4GHz DSSS(直接序列擴頻)射頻收發(fā)器核心和一個工業(yè)級別微小的8051處理內(nèi)核。以射頻芯片CC2430為核心設計外圍電路,設計低功耗、低成本的無線測量模塊。

ZigBee技術(shù)油井注水壓力無線傳輸PILZ變送器研究
軟件設計部分,利用IAR編譯環(huán)境,基于Z-Stack協(xié)議棧節(jié)點應用程序設計,實現(xiàn)所測參數(shù)信息通過ZigBee技術(shù)無線傳輸?shù)浇邮赵O備,以利整體信息的掌握,以達到工業(yè)與現(xiàn)場環(huán)境控制的目的。