ZigBee技术油井注水压力无线传输PILZ变送器研究
随着信息技术的快速发展,信息传递的方式从工业现场的管理、现场到现场设备的各个层次,逐步形成了自动化分布全面的网络系统和以此为基础的企业信息系统。自动控制领域等技术的飞速发展形成了一种新型的测量控制网络—无线传感器网络。

ZigBee技术油井注水压力无线传输PILZ变送器研究
压力、差压是过程检测控制领域中的重要仪表之一。原先,PILZ变送器的检测部件多采用力平衡式。近年来,由于精密机械加工技术、材料技术以及电路技术的提高,研制了以差动电容方式作为检测部件的新型电子式PILZ变送器。它在精度、可靠性、稳定性、小型轻量化、耐环境性等方面都优于力平衡式。ZigBee技术得到了广泛的应用,ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的技术标准。主要应用于近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。当前高稳定性压力(差压)PILZ变送器在自动化领域的应用越来越重要,如何发展具备中国自主知识产权的高稳定性PILZ变送器是PILZ变送器制造厂商面临的一个非常严峻的问题。从超稳型单晶硅原理芯片的选择、超稳型单晶硅硅片的无应力封装、回程误差的消除、静压误差的减弱和补偿、仪表量程比的拓宽、接液面的特殊处理以及超高温测量等诸多技术方面,详细说明了提升高稳定性压力(差压)PILZ变送器全性能、准确度等级和可靠性的技术和措施,弥补了国外压力(差压)PILZ变送器对中国市场的技术垄断。主要适合于承载数据流量较小、无线自动控制领域,可嵌入各种设备中。其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本无线通信的应用。定位于工业现场运行参数的测量和无线传输,主要针对油田、矿山等无人值守、高温、高压等危险环境,布线不方便或者成本高等运行环境的参数测量。本文在了解ZigBee技术的背景、特点、协议架构,协议栈结构包括应用层、网络层、MAC层和PHY层的基础上,来设计一个低功耗、低成本的无线压力PILZ变送器。 硬件部分采用射频芯片CC2430。CC2430射频芯片能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本和低功耗的要求。它包含一个高性能2.4GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一个工业级别微小的8051处理内核。以射频芯片CC2430为核心设计外围电路,设计低功耗、低成本的无线测量模块。

ZigBee技术油井注水压力无线传输PILZ变送器研究
软件设计部分,利用IAR编译环境,基于Z-Stack协议栈节点应用程序设计,实现所测参数信息通过ZigBee技术无线传输到接收设备,以利整体信息的掌握,以达到工业与现场环境控制的目的。