基于ZigBee无线通信技术的天然气管道监控系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com务llI5化基于ZigBee无线通信技术的天然气管道监控系统设计DesignforgaspipelinemonitoringsystembasedonZigBeewirelesscommunicationtechnoIogy尚晓新SHANGXiao．xin(河南省开封市技师学院，开封475004)摘要：为了解决传统天然气管道检测依靠人力巡检方式的实时性差和监测范围有限等缺陷，提出了一种基于ZisBee无线通信技术的天然气管道监控系统。该系统设计了以CC2430为微控制器和射频模块，以温度、可燃气体以及加速度传感器为数据采集模块的ZigBe

2、e终端节点以及以ATmegal28L芯片为核心的ZiSBee中心节点，并对ZigBee协议栈的软件流程进行了描述。实验结果证明文中系统可以正确、实时地采集监测区域的数据，实现对天然气管道的监控，避免或减少事故的发生。关键词：天然气管道；ZigBee；监控；协议中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009—0134(2012)07(下)-0070-03Doi：10．3969}／J．issn．1009-0134．2012．7(下)．220引言以及远程控制中心所组成，其组成结构示意图如图1所示。天然气作为一种洁净度高、热度高的气体能源，用途十分广泛，且具有易燃易爆的特性

3、，因此，其运输载体天然气管道的安全性受到了广泛关注’。传统的对天然气管道进行检测的方式是采用人力巡逻，借助便携式检测器进行管道检测，但这种方式不能满足实时性的要求，所以不能有效保证天然气管道的安全。目前已有的将ZigBeeI4应用于天然气管道监控的主要工作有文献【5—71。文献【5】实现了一种稿新型的管网安全监测无线传感器网络节点，实现对施工破坏、小泄漏等情况进行监测。文献f6】6设△量童△△计了一种基于嵌入式ARM—Linux和LabView的分管道传感器ZigBee~·&,ttAzigBee路由节点布式管道泄漏监测系统。文献【7】基于微控制器图1系统层次框图MSP430

4、和射频模块CC2430设计了基于无线传感器网络技术的管道安全监测系统。ZigBee网络监测区域主要负责信息的采集和上述工作具有重要的意义，但是无法对天然气发送，主要由ZigBee终端节点和ZigBee中心节点管道的各个指标进行有效的监控，所以本文提出一组成。种基于ZigBee无线通信技术的天然气管道监控系ZigBee终端节点包含传感器节点和路由节点。统，设计了压力、温度、加速度传感器等对天然气传感器节点用于实现对数据的采集，路由节点实管道的各个引发事故的参数进行全面的监控。现数据的采集和数据的路由传递，这两种节点都1天然气管道监控系统结构是由ZigBee网络中的精简功能物理

5、设备RFD组成，且安装在天然气管道的外壁上，实现对天然天然气管道监控系统主要包含采用ZigBee通气各种监控数据的感知。信技术的监测区域、ZigBee中心节点、传输网络收稿日期：2012-05-10作者简介：尚晓新(1962一)，男，河南开封人，讲师，研究方向为计算机应用和自动控制。[701第34卷第7期2012—7(下)学兔兔www.xuetutu.com务I造匐ZigBee中心节点通过串口接收由传感器和路由节点发送的数据，并对数据进行融合处理，并进行协议转换，将融合后的数据通过GPRS／CDMA移动通信网发送到远程数据库，此时远程控制中心的客户端可以直接对数据库中的数据

6、进行读取和访问，ZigBee中心节点属于ZigBee网络中的全功能物理设备，具有较强的数据处理、存储和通信能力，其作用类似于网关。2ZigBee终端节点硬件设计ZigBee终端节点包含传感图3cc243o电路图器节点和路由节点，均由数据信模块，CC2420射频模块满足IEEE802．15．4无线处理模块、数据采集模块、无线通信模块和能源通信技术的2．4GHz的RF射频芯片，工作频率范供应模块组成。围为2．4GHz一2．4835GHz，它基于SMARTRF03技2．1数据处理模块和无线通信模块设计术，并采用0．18umCMOS精湛工艺，仅需少量外采用TI公司的符合IEEE80

7、2．15．4标准的部电路，易于扩展，是一款具有较高集成工艺的ZigBee产品CC2430片上系统芯片作为数据处理模产品，采用DSSS直接序列扩频方式，具有很强的块和无线通信模块的解决方案，它含有8051MCU抗干扰能力，与射频模块约定码头片外的同频率内核、高性能的RF收发机和14位的ADC，只需数据会被视为噪声而被过滤，非常适合天然气管要加上少量外围电路就可以完成数据的采集和发道监控的野外环境。送，使得各种功能仅需一块芯片就能完成，降低CC2430芯片还包含JTAG接口，用于实现了节点的功耗。节点的硬件框图如图2所