基于ZigBee技术页岩油加氢工艺压力监控系统的研究与设计

论文摘要

随着科技的发展和经济全球化,对工业控制自动化程度的要求越来越高,传统工业系统中监测点和控制点的安装都是采用有线连接方式,而有线方式会受到布线,供电,安装场所和维修等的限制,造成安装和维护的困难。将无线传感器网络（WSN）技术广泛应用于各种工业控制中,可以很好的解决这些问题,并具有诸多优势,合理的运用这种技术将大力推动工业的发展。物联网是新兴的七大产业之一,也是未来的发展趋势,无线传感器网络技术正是物联网的主要技术之一,无线传感器网络技术是当今国际上非常受关注的热点研究,ZigBee技术是专门针对无线传感器网络的,它是一种新兴的近距离,低复杂度,低功耗,低数据速率和低成本的技术。本系统的设计是以页岩油加氢工艺为基础,考虑压力参数是该工艺的重要数据,当有压力值超限,而没有及时进行控制时,极易引起爆炸,火灾等严重问题,所以本系统创新性的选择压力参数作为主要的监控对象,开展了基于ZigBee技术的页岩油加氢工艺中压力数据监控系统的研究与设计工作。本文分析了无线传感器网络技术和ZigBee技术的相关理论。对基于ZigBee技术的页岩油加氢工艺压力监控系统进行了总体设计,并且按照总体设计,构建了基于CC2430和NPI-15C-353AH压力传感器的WSN压力监控系统,设计了WSN网络节点中的无线通信模块,传感器模块,电源模块,串口通信模块等,达到了低成本、低功耗、可靠性强,系统配置方便的监控目的。在实现页岩油加氢工艺中高温、高压下压力数据监测及无线传输的同时,使用串行接口将WSN与压力控制系统互联,实现了页岩油加氢工艺中压力的自动控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 页岩油加氢工艺中的压力参数介绍
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 基于ZigBee技术的无线传感网络
• 2.1 无线传感器网络概述
• 2.2 IEEE 802.15.4简介
• 2.3 ZigBee技术概述
• 2.4 ZigBee协议架构
• 2.5 ZigBee网络的构建
• 2.6 ZigBee技术与其他短距离无线网络技术的比较
• 2.7 WSN与INTERNET互联技术
• 2.8 本章小结
• 第三章 压力监控系统总体设计
• 3.1 总体设计
• 3.2 系统的构成
• 3.3 本章小结
• 第四章 传感器选型
• 4.1 压力传感器的介绍
• 4.2 压力传感器的类型
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统硬件设计
• 5.1 节点整体模块设计
• 5.2 无线通信模块
• 5.3 传感器模块
• 5.4 A/D转换
• 5.5 电源模块设计
• 5.6 串口通信模块
• 5.7 本章小结
• 第六章 节点软件设计
• 6.1 系统总体软件结构
• 6.2 IAR开发环境简介
• 6.3 CC2430的通信格式
• 6.4 Z-Stack软件架构
• 6.5 节点的程序设计
• 6.6 本章小结
• 第七章 系统测试
• 7.1 平台搭建
• 7.2 节点程序下载
• 7.3 通信测试
• 7.4 实验结果
• 7.5 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果