ZigBee技術(shù)油井注水壓力無(wú)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(chǎng)的管理、現(xiàn)場(chǎng)到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各個(gè)層次,逐步形成了自動(dòng)化分布全面的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和以此為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。自動(dòng)控制領(lǐng)域等技術(shù)的飛速發(fā)展形成了一種新型的測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)—無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

ZigBee技術(shù)油井注水壓力無(wú)線傳輸PILZ變送器研究
壓力、差壓是過(guò)程檢測(cè)控制領(lǐng)域中的重要儀表之一。原先,PILZ變送器的檢測(cè)部件多采用力平衡式。近年來(lái),由于精密機(jī)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(dòng)電容方式作為檢測(cè)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(yīng)用,ZigBee是一組基于IEEE批準(zhǔn)通過(guò)的802.15.4無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。主要應(yīng)用于近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)。當(dāng)前高穩(wěn)定性壓力(差壓)PILZ變送器在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越重要,如何發(fā)展具備中國(guó)自主知識(shí)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(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)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(wú)應(yīng)力封裝、回程誤差的消除、靜壓誤差的減弱和補(bǔ)償、儀表量程比的拓寬、接液面的特殊處理以及超高溫測(cè)量等諸多技術(shù)方面,詳細(xì)說(shuō)明了提升高穩(wěn)定性壓力(差壓)PILZ變送器全性能、準(zhǔn)確度等級(jí)和可靠性的技術(shù)和措施,彌補(bǔ)了國(guó)外壓力(差壓)PILZ變送器對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的技術(shù)壟斷。主要適合于承載數(shù)據(jù)流量較小、無(wú)線自動(dòng)控制領(lǐng)域,可嵌入各種設(shè)備中。其目標(biāo)市場(chǎng)是工業(yè)、家庭以及醫(yī)學(xué)等需要低功耗、低成本無(wú)線通信的應(yīng)用。定位于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量和無(wú)線傳輸,主要針對(duì)油田、礦山等無(wú)人值守、高溫、高壓等危險(xiǎn)環(huán)境,布線不方便或者成本高等運(yùn)行環(huán)境的參數(shù)測(cè)量。本文在了解ZigBee技術(shù)的背景、特點(diǎn)、協(xié)議架構(gòu),協(xié)議棧結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、MAC層和PHY層的基礎(chǔ)上,來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗、低成本的無(wú)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(chǔ)的2.4GHz ISM波段應(yīng)用對(duì)低成本和低功耗的要求。它包含一個(gè)高性能2.4GHz DSSS(直接序列擴(kuò)頻)射頻收發(fā)器核心和一個(gè)工業(yè)級(jí)別微小的8051處理內(nèi)核。以射頻芯片CC2430為核心設(shè)計(jì)外圍電路,設(shè)計(jì)低功耗、低成本的無(wú)線測(cè)量模塊。

ZigBee技術(shù)油井注水壓力無(wú)線傳輸PILZ變送器研究
軟件設(shè)計(jì)部分,利用IAR編譯環(huán)境,基于Z-Stack協(xié)議棧節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)所測(cè)參數(shù)信息通過(guò)ZigBee技術(shù)無(wú)線傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備,以利整體信息的掌握,以達(dá)到工業(yè)與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境控制的目的。