專利名稱：基于Zigbee的無線自組網(wǎng)微功耗無線載荷變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無線載荷變送器，特別涉及一種基于Zigbee的無線自組網(wǎng)微功耗無線載荷變送器。
背景技術(shù)：
早期采油廠一直靠傳統(tǒng)分離器量油，為此均建立計(jì)量站，在井口周邊鋪設(shè)大量管網(wǎng)，由人工計(jì)量取樣，無論從人員到設(shè)備費(fèi)用，成本投資都很大。近些年在傳統(tǒng)模式的采集方式基礎(chǔ)上，靠近井口處安裝有線載荷變送器，進(jìn)行功圖法量油，取得一定成果，但由于井口周邊線路容易折斷，且修井作業(yè)后系統(tǒng)恢復(fù)困難，因此有線變送器并不是很理想化的產(chǎn)品，后期逐漸出現(xiàn)了無線載荷變送器，通過短距離無線傳送到RTU，RTU通過GPRS模塊利用現(xiàn)有的無線基站進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳并通過服務(wù)器進(jìn)行圖形界面展示，解決了有線載荷變送器安裝和維護(hù)不便的問題，但是仍需要大量的運(yùn)營(yíng)成本。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)以上提出的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種價(jià)格低廉、抗干擾性強(qiáng)、抗折性強(qiáng)的基于Zigbee的無線自組網(wǎng)微功耗無線載荷變送器，由電池模塊(1)、低功耗精密電源管理模塊( 、載荷信號(hào)調(diào)理模塊C3)、系統(tǒng)控制處理中心(4)、加速度信號(hào)調(diào)理模塊( 、載荷傳感器模塊(6)、Zigbee自組網(wǎng)無線通信模塊(7)、加速度傳感器模塊(8)組成，其特征在于低功耗精密電源管理模塊通過Mcu引腳可以控制外設(shè)電源供電開啟關(guān)閉，電池模塊給低功耗精密電源管理模塊進(jìn)行供電，低功耗精密電源管理模塊進(jìn)行電量分配，分別傳送到各個(gè)模塊，從而進(jìn)行各個(gè)模塊間的信息交換，加速度傳感器模塊用來檢測(cè)抽油機(jī)井的上下止點(diǎn)，同時(shí)對(duì)加速度值進(jìn)行積分獲取抽油機(jī)井的運(yùn)動(dòng)速度，然后對(duì)速度積分得到相對(duì)位移，載荷傳感器模塊用來采集抽油機(jī)井的拉力，需要增加濾波，同時(shí)采用可變放大增益的差分輸入AD采集。本實(shí)用新型的有益效果為采用Zigbee自組網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸方式，使其具有低功耗、低成本、低速率、自組網(wǎng)、短距離的特點(diǎn)，去掉連接電纜，解決了因電纜問題影響修井作業(yè)的問題，由于其具有自組網(wǎng)跳轉(zhuǎn)功能，通過跳轉(zhuǎn)可以將距離擴(kuò)展到很遠(yuǎn)距離，不僅解決了有線網(wǎng)絡(luò)布線安裝不方便的問題，還解決了采用gprs遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)價(jià)格貴，需要大量后期運(yùn)營(yíng)成本的問題。還能夠克服電纜載荷所存在的電纜容易折斷、設(shè)備可靠性差、接口容易進(jìn)水等問題，非常適合搭建小范圍高密度的局域網(wǎng)。而且能進(jìn)行Zigbee自組網(wǎng)的微功耗無線載荷變送器。鋰亞電池能量密度高，單節(jié)電池容量可達(dá)40AH，常溫狀態(tài)下年自放電率2 % 3 %， 采用磺酰氯以及溴氯增強(qiáng)技術(shù)，使單節(jié)電池電壓可以增強(qiáng)到3. 9V，工作溫度可跨越-55 至200攝氏度，使其具有自耗小，容量大，故障率低，價(jià)格優(yōu)的特點(diǎn)。采用最新的130nm的 STM32L低功耗數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)，使一次性鋰電池工作更持久，采用了精密基準(zhǔn)源和高精度計(jì)算方法，提高了設(shè)備的精度。增加了設(shè)備通信的可靠性，同時(shí)也增加了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。采用 CC2520的ZigBee/IEEE 802. 15. 4RF收發(fā)器，工作高達(dá)125攝氏度，提高了其靈敏度、共存和連接性能，可在低壓環(huán)境下工作。
圖1為本實(shí)用新型的主視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1所示，打開電池模塊⑴的開關(guān)，電池模塊⑴將電力傳送給低功耗精密電源管理模塊O)，低功耗精密電源管理模塊( 經(jīng)處理將電池電力分別傳送給各個(gè)模塊， 低功耗精密電源管理模塊采用靜態(tài)功耗很低的SP6201電源管理芯片，載荷傳感器模塊(6) 與加速度傳感器模塊(8)接收到電池電量后將采集抽油機(jī)井的拉力信息和加速度信息分別傳送給載荷信號(hào)調(diào)理模塊C3)和加速度信號(hào)調(diào)理模塊(5)，加速度傳感器模塊(8)采用 SCA610-C21H1A，用來檢測(cè)抽油機(jī)井的上下止點(diǎn)，同時(shí)對(duì)加速度值進(jìn)行積分獲取抽油機(jī)井的運(yùn)動(dòng)速度，然后對(duì)速度積分得到相對(duì)位移。載荷信號(hào)調(diào)理模塊C3)和加速度信號(hào)調(diào)理模塊 (5)同時(shí)將信息傳送給采用意法半導(dǎo)體最新的130nm的低功耗芯片STM32L151C8和新型的 cortex_M3內(nèi)核的系統(tǒng)控制處理中心G)，加速度信號(hào)調(diào)理模塊( 對(duì)加速度值進(jìn)行積分獲取抽油機(jī)井的運(yùn)動(dòng)速度，然后對(duì)速度積分得到相對(duì)位移，其加速度采集范圍為正負(fù)lg，供電電源5v，靈敏度為2.5V/g。系統(tǒng)控制處理中心(4)分別與低功耗精密電源管理模塊(2)和 Zigbee自組網(wǎng)無線通信模塊(7)進(jìn)行雙向交換。無線自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，采用CC2520的ZigBee/ IEEE 802. 15. 4 RF 收發(fā)器。
權(quán)利要求1. 一種基于Zigbee的無線自組網(wǎng)微功耗無線載荷變送器，由電池模塊(1)、低功耗精密電源管理模塊O)、載荷信號(hào)調(diào)理模塊(3)、系統(tǒng)控制處理中心G)、加速度信號(hào)調(diào)理模塊 (5)、載荷傳感器模塊(6)、Zigbee自組網(wǎng)無線通信模塊(7)、加速度傳感器模塊(8)組成， 其特征在于低功耗精密電源管理模塊( 通過Mcu引腳可以控制外設(shè)電源供電開啟關(guān)閉， 電池模塊(1)為低功耗精密電源管理模塊( 進(jìn)行供電，低功耗精密電源管理模塊(2)進(jìn)行電量分配，分別傳送到各個(gè)模塊，從而進(jìn)行各個(gè)模塊間的信息交換，加速度傳感器調(diào)理模塊( 用來檢測(cè)抽油機(jī)井的上下止點(diǎn)，同時(shí)對(duì)加速度值進(jìn)行積分，獲取抽油機(jī)井的運(yùn)動(dòng)速度，然后通過速度積分得到相對(duì)位移，載荷傳感器模塊(6)用來采集抽油機(jī)井的拉力，同時(shí)采用可變放大增益的差分輸入AD采集。
專利摘要本實(shí)用新型是一種基于Zigbee的無線自組網(wǎng)微功耗無線載荷變送器，由電池模塊(1)、低功耗精密電源管理模塊(2)、載荷信號(hào)調(diào)理模塊(3)等組成，低功耗精密電源管理模塊(2)通過Mcu引腳可以控制外設(shè)電源供電開啟關(guān)閉。加速度傳感器模塊(8)用來檢測(cè)抽油機(jī)井的上下止點(diǎn)，同時(shí)對(duì)加速度值進(jìn)行積分獲取抽油機(jī)井的運(yùn)動(dòng)速度，然后對(duì)速度積分得到相對(duì)位移。載荷傳感器模塊(6)用來采集抽油機(jī)井的拉力，采用Zigbee自組網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸方式，使其具有低功耗、低成本、低速率、自組網(wǎng)、短距離的特點(diǎn)，由于其具有自組網(wǎng)跳轉(zhuǎn)功能，通過跳轉(zhuǎn)可以將距離擴(kuò)展到很遠(yuǎn)距離，解決了有線網(wǎng)絡(luò)布線安裝不方便的問題。采用CC2520的ZigBee/IEEE 802.15.4 RF收發(fā)器，可工作高達(dá)125攝氏度，提高了其靈敏度、共存和連接性能，且可在低壓環(huán)境下工作。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202083505SQ201120160650
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者孫蘭鵬, 徐洪超, 曹俊齊, 潘朋, 胡勇 申請(qǐng)人:天津市萬眾科技發(fā)展有限公司