低功耗无线压力变送器研究设计.pdf

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1、低功耗无线压力变送器研究设计胡泽。等低功耗无线压力变送器研究设计ResearchandDesignoftheWirelessPressureTransmitterwithLowPowerConsumption胡浮李绳錾磊(西南石油大学电气信息学院，四川成都610500)摘要：为满足现代工业应用要求，克服传统压力变送器存在的问题，设计了基于MSP430单片机和ZigBee无线技术的压力变送器。采用模块化硬件设计，分别开发了A／D转换、RS一485通信、无线通信等各种硬件模块。同时采用传感器“间歇供电

2、”方式和芯片低功耗编程技术，降低了变送器的功耗。试验表明，该压力变送器的各项指标均满足要求，具有高速率、高精度、抗干扰性强和无线传输等特性。关键词：压力变送器单片机ZigBee传感器低功耗中图分类号：TH812文献标志码：AAbstract：Tosatisfytherequirementsofmodernindustrialapplicationsandovercometheproblemsexistingintraditionalpressuretransmitters，thepressuret

3、ransmitterbasedonMSP430singlechipmachineandZigBeewirelesstechnologyhasbeendesigned．SeveralhardwaremodulesincludingA／Dconversion，RS一485communication，andwirelesscommunicationetc．，aredevelopedrespectively．Inaddition，byadoptingintermittentpowersupplyforse

4、nflorandchiplowpowerconsmnptionprogrammingtechnology，thepowerconsumptionofthetransmitterisdecreased．Thetestsshowthattheindexesofthepressuretransmittermeettherequirements，andfeatureshighspeed-highprecision。stronganti—interferencecapabilityandwirelesstr

5、ansmission．Keywords：PressuretransmitterSinglechipmachineZigBeeSensorLowpowerconsumption0引言目前，压力变送器被广泛应用于工业现场中。随着现代电子技术的发展，单片机技术、A／D转换技术以及ZigBee无线通信技术得以快速发展。MSP430单片机的低功耗及高速优势与高精度A／D转换芯片相结合，适用于传感器的应用中⋯。传统的4～20mA压力变送器普遍存在布线困难及各种有线电磁干扰问题，使得压力变送器的应用和准确度有很

6、大的局限性。针对压力变送器在水利水电工程、石油化工及石油天然气等方面的应用，提出一种基于MSP430单片机和ZigBee无线技术的无线压力变送器。该设计使用MSP430F149单片机作为中央控制器，结合高精度A／D转换芯片AD7794和ZigBee无线技术，实现了压力信号的采集和无线传输[1¨。该压力变送器具有低功耗、高速率、高精度、抗干扰性强和无线传输等特点，有效地解决了传统压力变送器存在的问题。国家“863”计划基金资助项目(编号：2007AA090801—03)。修改稿收到日期：2013—0

7、3—18。第一作者胡泽(1966一)，男，2006年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业，获博士学位，教授；主要从事油气测控工程、井下随钻测试工具7LA．．r-神经网络等领域的研究工作。《自动化仪表》第34卷第12期2013年12月1系统设计方案系统可以划分为中央控制器、JTAG加密编程接口、数据存储模块、LCD显示模块、A／D采样模块、RS．485通信接口和ZigBee收发模块几部分。系统框图如图1所示。压力传感器获取被测环境压力，经过适当的信号调理后进行A／D转换，控制器通过一系列数字信号处理

8、后，保存测得的所有压力数据，并将得到的压力信号打包通过ZigBee收发模块向外发送．与此同时．显示当前状态下测到的压力值。此外。当压力变送器通过RS．485通信接口与上位机相连时，可以通过上位机软件对压力变送器进行标定和一系列参数设置。JTAG加密编程接口教据存储模块LCD显示模块电源模块中央控制器MD转换器=二至二传感器信号调理模块ZigBee收发模块RS-485通信接口图1系统框图Fig。1Blockdiagramofthesystem系统中电源模块为整个系统提供2．5V和3v