低功耗无线压力变送器研究设计

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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
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＷｉｒｅｌｅｓｓＰｒｅｓｓｕｒｅＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＶｔｈＬｏｗＰｏｗｅｒＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ
ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｆｏｒｓｅｎｓｏｒａｎｄｃｈｉｐｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｉｓ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｈｅｔｉｎｄｅｘｅｓｏｆｈｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｅｍｅｒｎｔｓ，ａｎｄｆｅａｔｕｒｅｓｈｉ【ｇｈｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ。ｓｔｒｏｎｇａｎｔｉ — ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．
胡浮李琵葛麂
（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。
特性。
关键词：压力变送器单片机ＺｉｇＢｅｅ传感器
中图分类号：ＴＨ８１２文献标志码：Ａ
低功耗
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｍｏｄｅｍｉｎｄｕｓｔｉａｒｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎｌａｐｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｂａｓｅｄｏｎＭＳ￣３０ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍａｃｈｉｎｅａｎｄＺｉｇＢｅｅｗｉｒｅｌｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＳｅｖｅｒａｌｈａｒｄｗａｒｅｍｏｄｕｌｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇＡ／Ｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ－ＲＳ・４８５ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｔｃ．－ａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｅｓｒｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎＩｂｙａｄｏｐｔｉｎｇ
０引言
目前，压力变送器被广泛应用于工业现场中。随
１系统设计方案
系统可以划分为中央控电子技术的发展，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
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” 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
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＳｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍａｃｈｉｎｅＺｉｇＢｅｅＳｅｎｓｏｒＬｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ

基于MSP430的无线压力变送器设计

第8期2018年4月No.8April，20181 设计背景在石油开采的过程中，通常会根据井口的油压和套管压力的变化对油井的生产进行分析，所以对井口压力的测量必须做到及时准确。

油田的生产环境较为恶劣，对仪器的测量要求也比较苛刻，一般需要在﹣30~﹢50 ℃，0~10 Mpa 的条件下进行准确测量。

压力变送器是一种用来测量压力参数的仪表，目前市面上很多压力变送器都采用有线的方式进行测量数据的传输，电源也采用的是集中式供电，非常不利于设备的安装和维护，给油井的日常生产管理造成了极大的不便。

因此，系统的通信模式必须换成无线通信的形式，供电方式也必须换成锂电池供电的形式。

同时为了提高电池的使用时间，整个系统就必须做到低功耗，所以无论从芯片和供电电池的选择，还是电路以及程序的设计，都需要进行综合考虑。

本文采用的是MSP430处理器，研究并设计了一种无线低功耗压力变送器，从而实现了井口压力参数的准确快速测量。

2 系统设计本系统用A lt iu m De sig ne r 作为平台，设计出基于MSP430单片机的无线压力变送器的原理图，参照原理图绘制压力变送器的PCB 电路板并进行元件的焊接，最后用IAR Embedded Workbench IDE 调试平台编写程序，下载进MSP430单片机进行调试。

最终能在LCD 显示屏上显示压力等参数，并可以通过ZigBee 模块将数据以无线的方式发送出去。

总体设计应该是全面考虑系统的总体目标，进行硬件初步选型，然后确定一个系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性[1-2]。

总体方案经过反复推敲，确定了以美国德州公司（Texas Instrument ）推出的MSP430F161超低功耗单片机为数字压力表的核心，并选择低功耗和低成本的存储器、放大器、液晶显示器等元件，所以可将系统总体结构分为压力采集模块、无线发射模块、MSP430单片机、LCD 液晶显示器、脉冲输入模块、JTAG 调试接口，其总体框架如图1所示。

压力变送器研究报告

压力变送器研究报告随着科技的不断发展，压力变送器成为了现代工业领域中最常见的传感器之一。

那么，压力变送器究竟是什么？它有什么作用？今天，我们就来一起探讨一下关于“压力变送器研究报告”的相关内容。

1. 什么是压力变送器？压力变送器是一种专门用于测量压力的传感器，主要将被测物的压力变化转化为输出信号，一般来说，该信号可以是电气信号或机械信号。

压力变送器广泛应用于很多领域，其中包括机械、液压、航空、化工、医疗等众多领域，非常重要。

2. 压力变送器的工作原理压力变送器就是将被测物的压力变化转换成与之成比例的电压信号进行输出，这个过程可以简单地划分为五个步骤：传感器的折衷选择、信号放大和标定、数字转换、数字校验和通信。

压力变送器在工作时，会利用压力传感器来检测被测物的压力变化，随后通过特定的调制技术，将信号处理成标准的电压或电流输出信号，从而向下位控制单元反馈。

3. 压力变送器的应用现在，压力变送器已经在许多领域中得到了广泛应用。

例如，在航空工业中，压力变送器被用于监测飞机的各种参数；在工业生产中，压力变送器可以被用于监测流体管道的压力变化，从而及时发现故障；在医疗行业中，压力变送器可以被用于测量人体的血压和心率等重要参数。

4. 压力变送器的发展趋势当前，压力变送器市场正面临着“高速、多元、智能”三个发展趋势。

随着科技的发展，各种高端的材料和技术将不断的涌现，这将极大地促进压力变送器行业的全面发展。

此外，在未来，压力变送器将会更加智能化，例如自适应控制和智能报警等功能，这将进一步提高压力变送器的使用效率和安全性。

总之，压力变送器作为传感器的一种，其重要性是不容忽视的。

通过本次的“压力变送器研究报告”，我们不仅了解到了压力变送器的相关知识，还深入了解了其在现代工业领域中的广泛应用和发展趋势。

基于低功耗技术的工业无线温度变送器

功耗的元器件，设计并实现一种大量程、低功耗的无线温度变送器，在节点运行机制方面采用定期休眠的方法，将变送器节点的测量范围
控制在一０Ｃ９０Ｃ之间。实验结果表明，该低功耗方法是可行有效的。５。－０。
关健诃：工业；无线；变送器；功耗
第３６卷第１期
Ｖ３６ｏＬ
Ｎｏ１．
计
算
机
工
程
２１００年１月
Ｊａｎｕａｙ０１ｒ２０
ＣｏｐｕｅｍｔｒＥｎｇｎｅｉｉｅｒｎｇ
・程应用技术与实现・工
文章编号：ｌ０４８００ｌ２６ｌ文献标识码：０ —３２（１）—０３＿３０２０一Ａ
ＩｎｄｕｓｒａｉｅｅｓＴｅｐｅａｕｒａｍｉｔｒＢａｅｎｔｉｌＷｒｌｓｍｒｔｅＴｒｎｓｔｅｓｄ０ＬｏＰｏｅｏｕｍｐｔｏｃｎｏｏｙｗｗｒＣｎｓｉｎＴｅｈｌｇ
ＬＩＬｕｍｉＵ－ｎｇ．ＩＬＮＧＺｈｉｈａ－ｏ
．
Ｌｏｐｗ－ｏｗｅｈｉｓａｅｕｅｎｔｅｅｒｕｔｎｈｌｅｃａｓｉｐｉｄｔｏｒｔｅｎｄ ’ ｏｒｃｎｓｒｃｐｒｓｄｉｈｉｃｉｙａｄｔｅｓｅｐｍｅｈｎｉｍｓａｐｌｏｌｗｅｈｏｅＳｐｗｅｏｕｍｐｉｎ．ｒｅｔｏＴｈｅｔａｓｔｅｏｅｃｎｂｒｎｍｉｒｎｄａｅｔｕｅｏｍｅｓｒｅｅａｕｅｓｇｎｌａｇｎｒｍ一０Ｃｏ９０Ｃ．ｐｒｍｅｔｌｅｕｔｈｗｈｓｓｈｍｅｉｅｓｂｌｎｆｅｔｅｓｄｔａｕｅｔｍｐｒｔｒｉａｓｒｎｉｇｆｏ５。ｔ０。Ｅｘｅｉｎａｓｌｓｏｔｉｃｅｆａｉｅａｄｅｆｃｉ．ｒｓｓｖ

基于HART协议的低功耗智能变送器研究

MCU是智能变送器的核心器件，为实现高性能，低功耗的智能变送器控制电路，MCU选用TI公司的MSP430系列单片机。此系列芯片功耗低，功能强，具有五种低功耗模式和强大的16位精简指令结构，节约能耗且大大缩短了指令执行时间。图2给出了MSP430与HT2012接口电路的整体结构[2]。框图
106Βιβλιοθήκη 用中断方式，主机消息到来时，通过触发串行中断来接收/
发送数据。初始化完成之后通讯部分就处于准备接收状态，
一旦上位机有命令发来，HT2012的载波检测口变为低电平，
触发中断，启动接收，程序进入接收部分，一次接收前导符，
定界符，地址，命令号，数据和校验码，接收同时要判断，
若判断出所接收的字符不合法，则返回空闲状态，等待接收
参考文献
[1] 许保彬.基于 AT89C52 单片机的红外发射与接收系统的研究[J].通信技术,2008,41(09):81-83.
【Key words】HART protocol；MSP430；HART2012；communication software
0 引言
HART（Highway Addressable Remote Transducer）是高速可寻址远程传感器数据通路，用于智能化仪表与控制系统间的数据传输协议。HART协议以国际标准组织ISO的开放性系统互联模型为参照，采用在模拟信号上叠加FSK（频移键控）数字信号，使用OSI的物理层，数据链路层和应用层。在物理层上它采用FSK技术在4～20 mA上叠加均值为0的频率信号,以不同频率的交流信号代替数字信号的‘0’和‘1’, 使模拟量和数字量一起传输互不干扰;在数据链路层上规定了数据通信规范;在应用层上用HART命令完成应用层功能。 HART协议是从模拟量通信到数字量通信转变的一个过渡性协议,它是事实上的工业标准, 符合HART通信协议的各类智

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压力变送器研究报告

基于低功耗技术的工业无线温度变送器

基于HART协议的低功耗智能变送器研究

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