[實用新型]無線壓力測量系統

有效

• 申請號: 201020155178.0
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN201637523U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 谷榮祥;張栩;袁永平
• 申請（專利權）人: 西安中星測控有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G08C17/02;H04L12/28
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于壓力測量技術領域，尤其是涉及一種無線壓力測量系統。

背景技術

目前，市場上出現的無線壓力測量產品主要是單個的無線壓力傳感器或變送器，其主要功能是單純地由壓力傳感器向外發送數據，沒有相關需要的網絡管理功能。因而實際使用過程中，每個接收控制端能夠接入的無線傳感器節點數量有限，并且極易發生并發傳輸，從而造成信道堵塞或數據丟失，從而大大限制了無線壓力測量產品的應用范圍。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種無線壓力測量系統，其體積小、安裝方便、使用簡單且精度高、使用效果好、具有無線通信功能，能有效避免由于同時發送數據產生的信道阻塞和數據丟失現象。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種無線壓力測量系統，其特征在于：包括分別布設在被監測區域內多個監測部位上的多個無線傳感器節點和對多個無線傳感器節點進行綜合管理且將多個無線傳感器節點所監測數據數據上傳至控制終端的中心協調器，多個無線傳感器節點與中心協調器間均通過無線通信方式進行雙向通信且共同組成一個同時對多個所述監測部位所受壓力進行實時監測的無線傳感器網絡；所述無線傳感器節點包括壓力傳感器、與壓力傳感器相接的數據處理模塊、與數據處理模塊相接且用于數據收發的無線通訊模塊一以及分別為壓力傳感器、數據處理模塊和無線通訊模塊一供電的電源管理模塊，所述電源管理模塊分別與壓力傳感器、數據處理模塊和無線通訊模塊一相接；所述中心協調器包括網絡管理服務器和與無線通訊模塊一進行雙向通信且用于數據收發的無線通訊模塊二，所述無線通訊模塊二與網絡管理服務器相接。

還包括對多個所述無線傳感器節點與中心協調器間所傳輸數據進行轉發的路由節點，所述路由節點為具有路由功能的無線通訊模塊三，所述無線通訊模塊三分別與無線通訊模塊一和無線通訊模塊二間進行雙向通信。

所述無線通訊模塊一、無線通訊模塊二和所述無線通訊模塊三均為Zigbee無線通信模塊。

所述數據處理模塊包括與壓力傳感器相接且對壓力傳感器所檢測信號進行放大處理的信號調理模塊、與信號調理模塊相接的A/D轉換模塊、與A/D轉換模塊相接的控制模塊以及分別與控制模塊相接的數據存儲模塊和顯示模塊。

所述控制模塊為單片機，且所述單片機為芯片MSP430。

所述中心協調器與控制終端間通過串口RS232或RS485進行連接。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、結構簡單、體積小且設計合理，安裝布設方便，制作成本低，使用操作簡便。

2、靈活的組網功能，依據實際環境的不同可以組成星型網、樹型網和網狀網，通過分布路由節點可以大大擴展無線網絡的覆蓋范圍。同時，系統采用2.4GHz免費的ISM頻段Zigbee無線組網方式，使用時無須額外支付通信費。

3、低功耗，接收時電流＜55mA，發射電流小于或等于70mA。系統采用間歇收發工作模式，絕大部分時間處于休眠模式，電池的工作時間在半年以上(每5分鐘更新一次數據)。

4、高穩定性，采用了CSMA/CA防沖突機制和TDMA算法，極大的降低了并發傳輸的發生概率，避免了信道的堵塞和數據的丟失。

5、超遠的通信距離，采用了帶有功率放大的無線傳輸模塊，理想情況下可視傳輸距離最遠可達1km，穩定傳輸距離在400米以上。

6、壓力檢測部分即壓力變送器的精度可達0.5％以上，帶有-10C-60C的溫度補償，并且支持0-60MPa所有量程的擴散硅和陶瓷壓力傳感芯體。

7、適用范圍廣，可以替代傳統的有線壓力監控網絡，應用于煤礦、油田、供暖系統等管道傳輸的壓力測量。主要應用領域是針對野外或配套供電環境不便的場合，如輸油，輸汽，供暖等輸送能源管道等地方進行壓力監測，實現信號無線遠傳。配合無線通訊接收模塊使用，上位機可直接使用組態實時監測采集數據。

8、設計合理，在原有的無線壓力傳感器和協調器的基礎上，加入了網絡管理功能，采用TDMA時序算法，為每個無線傳感器節點設定一個時間標簽，把每個數據傳輸周期分成若干個時隙，每個無線傳感器節點在固定的時隙內發送數據，從而避免了并發傳輸的發生，大大增加了中心協調器的負載能力，提高了整個系統的穩定性。

綜上所述，本實用新型體積小、安裝方便、使用簡單且精度高、使用效果好，內嵌有Zigbee無線通信模塊且采用了CSMA/CA防沖突機制，有效避免了由于同時發送數據產生的信道阻塞和數據丟失現象。