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

ZigBee技術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、材料技術以及電路技術的提高,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、穩定性、小型輕量化、耐環境性等方面都優于力平衡式。ZigBee技術得到了廣泛的應用,ZigBee是一組基于IEEE批準通過的802.15.4無線標準研制開發的組網、安全和應用軟件方面的技術標準。主要應用于近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術。當前高穩定性壓力(差壓)PILZ變送器在自動化領域的應用越來越重要,如何發展具備中國自主知識產權的高穩定性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。從超穩型單晶硅原理芯片的選擇、超穩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方面,詳細說明了提升高穩定性壓力(差壓)PILZ變送器全性能、準確度等級和可靠性的技術和措施,彌補了國外壓力(差壓)PILZ變送器對中國市場的技術壟斷。主要適合于承載數據流量較小、無線自動控制領域,可嵌入各種設備中。其目標市場是工業、家庭以及醫學等需要低功耗、低成本無線通信的應用。定位于工業現場運行參數的測量和無線傳輸,主要針對油田、礦山等無人值守、高溫、高壓等危險環境,布線不方便或者成本高等運行環境的參數測量。本文在了解ZigBee技術的背景、特點、協議架構,協議棧結構包括應用層、網絡層、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)射頻收發器核心和一個工業級別微小的8051處理內核。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編譯環境,基于Z-Stack協議棧節點應用程序設計,實現所測參數信息通過ZigBee技術無線傳輸到接收設備,以利整體信息的掌握,以達到工業與現場環境控制的目的。