基于GSM网络的智能压力传感器系统研究

论文摘要

目前,压阻式压力传感器以其低价格得到广泛的应用。随着压力测控系统的发展,现有的传统压力传感器已无法满足要求,而集信息采集、信息处理和数字通讯功能于一身,能自主管理,具有智能化特性的智能压力传感器系统已成为生产实践发展的迫切需求。基于单片机技术的智能压力传感器以其使用方便,测量精确而得以推广。压阻式压力传感器一个主要问题是温度补偿问题,由于温度会对传感器的灵敏度及测量精度产生很大的影响,在相当的程度上限制了压阻式压力传感器的使用,因此对传感器进行温度补偿显得尤为重要。对压力传感器补偿的方法很多,按照实现的条件可以分为硬件电路补偿和软件方法实现补偿。软件补偿效果要比硬件补偿好,达到的精度更高,而且成本较低。系统电路内配置了为实现多功能智能化所必须的硬件,并全部采用低价格、小体积器件,从而使整个系统在保证智能化功能的前提下,具有体积小、成本低、一体化和抗干扰能力强的特点。本论文在对智能压力传感器系统的智能化功能深入研究的基础上,设计了较为完善的智能化软件,设计并实现了一种具有温度补偿功能的智能压力传感器系统,主要适用于井下与远端现场的工作,对井下与远端现场的温度及压力信号进行了定时的采集,并把采集到的信号进行了存储,便于用户查询一段时间内井下与远端现场的工作状态,同时对采集到的信号进行了处理,运用曲线拟合的方法对采集到的压力信号进行补偿,从而消除了温度变化对于压力采集信号的影响,更加准确的反映了井下与远端现场压力真实的状况。实验结果表明,本研究设计的智能压力传感器系统具有体积小、成本低、可靠性好、响应快、智能化程度高等特点,通过对软、硬件进行了充分的调试,效果良好,在众多压力传感器测控系统中有着广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 智能压力传感器概述
• 1.1.1 智能压力传感器的定义
• 1.1.2 智能压力传感器的功能
• 1.1.3 智能压力传感器的特点
• 1.2 智能压力传感器的现状及发展趋势
• 1.2.1 智能压力传感器发展现状
• 1.2.2 智能压力传感器的发展趋势
• 1.3 无线数据传输技术的发展现状与前景
• 1.4 课题来源及意义
• 1.5 本论文的主要任务
• 2 智能压力传感器的补偿实现方法
• 2.1 压力传感器主要静态特性
• 2.2 压力传感器的热零点漂移特性
• 2.3 压力传感器的补偿原理
• 2.3.1 压力传感器数据的硬件补偿方法
• 2.3.2 压力传感器数据的软件补偿方法
• 3 智能压力传感器系统的设计
• 3.1 智能压力传感器系统的硬件设计
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 系统器件的选择
• 3.1.3 系统的硬件干扰措施
• 3.2 智能压力传感器系统的软件设计
• 3.2.1 智能压力传感器系统下位机软件设计
• 3.2.2 智能压力传感器系统上位机软件设计
• 4 GSM无线传输技术
• 4.1 单片机与GSM模块通讯原理
• 4.2 TC35i GSM模块
• 4.3 短消息的模式
• 4.3.1 Block模式
• 4.3.2 Text模式
• 4.3.3 PDU模式
• 4.3.4 短消息模式的选择
• 4.4 AT指令
• 4.4.1 短信的发送
• 4.4.2 短信的接收
• 4.5 GSM开发的难点
• 5 实验分析
• 5.1 智能压力传感器系统的标定实验
• 5.1.1 实验设备
• 5.1.2 实验过程
• 5.1.3 实验数据
• 5.2 智能压力传感器系统的误差分析
• 5.2.1 简单标定法误差
• 5.2.2 曲线拟合标定法误差
• 5.2.3 误差比较
• 5.2.4 误差来源分析
• 6 结论
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 进一步工作与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文、专利申请情况