[實用新型]基于zigbee的低功耗無線壓力變送器

無效

• 申請號: 201120160647.2
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN202031582U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 李樹林;徐洪超;張少華;張自強;鄧鵬飛
• 申請（專利權）人: 天津市萬眾科技發展有限公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種變送器，特別涉及一種基于zigbee的低功耗無線壓力變送器。

背景技術

目前，大部分壓力變送器采用的是有線方式，即使有采用無線方式的，基本上采用的也都是自定義的協議，兼容性差，互換性差。連接電纜易導致作業困難，電纜容易折斷、設備可靠性差，接口容易進水。另外，其采用的一次性電池目前有鋅錳干電池、堿電池和鋰亞硫酰氯電池，這幾種電池單節電壓低。工作電壓不穩定，溫度適應范圍窄，高能量密度低，保持期短。

發明內容

根據上述提出的技術問題，本實用新型提供一種低功耗、兼容性佳、互換性佳的基于zigbee的低功耗無線壓力變送器，由電池模塊(1)、低功能精密電源管理模塊(2)、壓力信號調理模塊(3)、系統控制處理中心(4)、人機交互部分(5)、壓力傳感器模塊(6)、Ziggbee自組網無線通信模塊(7)組成，其特征在于電池模塊(1)與低功能精密電源管理模塊(2)連接，低功能精密電源管理模塊(2)與系統控制處理中心(4)之間連接，組成雙向信息交互結構，系統控制處理中心(4)與Ziggbee自組網無線通信模塊(7)連接。由系統控制處理中心(4)控制Ziggbee自組網無線通信模塊(7)。由低功能精密電源管理模塊(2)控制著壓力信號調理模塊(3)、系統控制處理中心(4)、人機交互部分(5)、壓力傳感器模塊(6)、Ziggbee自組網無線通信模塊(7)的電源供給。

本實用新型的有益效果為：采用Zigbee自組網無線數據傳輸方式，不僅去掉連接電纜，解決了因電纜造成的作業困難、電纜容易折斷、設備可靠性差，接口容易進水等問題，而且無線具有一定的通用性。并具有數字校準功能，采用了精密基準源和高精度計算方法，提高了設備的精度。采用一次性鋰亞硫電池，可靠持久。一次性電池，自耗小，容量大，故障率低，價格優，易于長期使用。并且采用了120nm的低功耗MCU，同時微功耗編程技術。為進一步延長電池使用壽命，盡量使設備處于低功耗狀態。采用精確電源管理技術。關閉不用的模塊以節能。具有無線自組網功能，采用的國家標準Zigbee，支持路由跳轉，增加了設備通信的可靠性，同時也增加了網絡的可靠性，設備的維護，遷移方便。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構圖。

具體實施方式

根據圖1所示，本實用新型基于zigbee的低功耗無線壓力變送器工作時，由電池模塊(1)給各個模塊供電，包括低功能精密電源管理模塊(2)、壓力信號調理模塊(3)、系統控制處理中心(4)、人機交互部分(5)、壓力傳感器模塊(6)、Ziggbee自組網無線通信模塊(7)。

其中電池模塊(1)中的電池電壓高。鋰亞電池開路電壓為3.6V，采用磺酰氯以及溴氯增強技術，使單節電池電壓可以增強到3.9V，這是其他鋰亞電池所達不到的。并且電壓穩定，電池的工作電壓在整個使用壽命期間都保持明顯的平穩性。溫度適應范圍也很廣，EI品牌的鋰亞電池工作范圍是所有同類電池中范圍最廣的，最低工作溫度達到-55攝氏度，最高可到200攝氏度。鋰亞電池具有很高的能量密度，單節電池最高容量可達40AH。同時保持期長，鋰亞電池具有特別低的自身放電的特性，常溫狀態下年自放電率2％～3％。所以在此選擇了容量為8.5Ah鋰亞硫電池。

另外，低功耗精密電能源管理模塊(2)采用靜態功耗很低的sp6201電源管理芯片，該芯片具有使能端，通過Mcu引腳可以控制外設電源供電開啟關閉。系統控制處理中心(4)采用意法半導體最新的130nm的低功耗芯STM32L151C8，采用新型的cortex_M3內核，方便對信號數據就進行大數據量的運算。

壓力傳感器模塊(6)及壓力信號調理模塊(3)中壓力傳感器用來采集抽油機井的拉力，壓力傳感器實際上就是了電橋輸出電路，由于也屬于弱信號的處理，需要增加濾波，同時采用可變放大增益的差分輸入AD采集。

Zigbee無線自組網模塊(7)中Zigbee作為一種新型的無線自組網網絡，目前能夠生產對應芯片并有成套解決方案的廠家為TI、Freescale、Ember、JENNIC(捷力)、MICROCHIP，其中Ti對應的Zigbee協議棧使開源免費，所以選擇了Ti的芯片和解決方案。在此選擇Ti的CC2520，CC2520是第二代的ZigBee/IEEE?802.15.4RF收發器，主要用于2.4GHz的ISM頻段。CC2520可工作高達125攝氏度，可提供極好的靈敏度和共存性能，有極好的連接性能和可低電壓工作。此外，CC2520支持幀處理，數據緩沖，突發傳輸，數據加密，數據鑒權，空閑頻道檢測，連接質量指示以及幀定時信息等，從而降低了主控制器的加載。CC2520廣泛應用IEEE?802.15.4系統，ZigBee系統，工業監視和控制系統，家庭和建筑物自動化，自動讀表，低功耗無線傳感器網絡，機頂盒和遙控以及消費類電子。