专利名称：基于Zigbee的无线自组网微功耗无线载荷变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线载荷变送器，特别涉及一种基于Zigbee的无线自组网微功耗无线载荷变送器。
背景技术：
早期采油厂一直靠传统分离器量油，为此均建立计量站，在井口周边铺设大量管网，由人工计量取样，无论从人员到设备费用，成本投资都很大。近些年在传统模式的采集方式基础上，靠近井口处安装有线载荷变送器，进行功图法量油，取得一定成果，但由于井口周边线路容易折断，且修井作业后系统恢复困难，因此有线变送器并不是很理想化的产品，后期逐渐出现了无线载荷变送器，通过短距离无线传送到RTU，RTU通过GPRS模块利用现有的无线基站进行数据远传并通过服务器进行图形界面展示，解决了有线载荷变送器安装和维护不便的问题，但是仍需要大量的运营成本。
发明内容根据以上提出的技术问题，本实用新型提供一种价格低廉、抗干扰性强、抗折性强的基于Zigbee的无线自组网微功耗无线载荷变送器，由电池模块(1)、低功耗精密电源管理模块( 、载荷信号调理模块C3)、系统控制处理中心(4)、加速度信号调理模块( 、载荷传感器模块(6)、Zigbee自组网无线通信模块(7)、加速度传感器模块(8)组成，其特征在于低功耗精密电源管理模块通过Mcu引脚可以控制外设电源供电开启关闭，电池模块给低功耗精密电源管理模块进行供电，低功耗精密电源管理模块进行电量分配，分别传送到各个模块，从而进行各个模块间的信息交换，加速度传感器模块用来检测抽油机井的上下止点，同时对加速度值进行积分获取抽油机井的运动速度，然后对速度积分得到相对位移，载荷传感器模块用来采集抽油机井的拉力，需要增加滤波，同时采用可变放大增益的差分输入AD采集。本实用新型的有益效果为采用Zigbee自组网无线数据传输方式，使其具有低功耗、低成本、低速率、自组网、短距离的特点，去掉连接电缆，解决了因电缆问题影响修井作业的问题，由于其具有自组网跳转功能，通过跳转可以将距离扩展到很远距离，不仅解决了有线网络布线安装不方便的问题，还解决了采用gprs远传数据价格贵，需要大量后期运营成本的问题。还能够克服电缆载荷所存在的电缆容易折断、设备可靠性差、接口容易进水等问题，非常适合搭建小范围高密度的局域网。而且能进行Zigbee自组网的微功耗无线载荷变送器。锂亚电池能量密度高，单节电池容量可达40AH，常温状态下年自放电率2 % 3 %， 采用磺酰氯以及溴氯增强技术，使单节电池电压可以增强到3. 9V，工作温度可跨越-55 至200摄氏度，使其具有自耗小，容量大，故障率低，价格优的特点。采用最新的130nm的 STM32L低功耗数字校准技术，使一次性锂电池工作更持久，采用了精密基准源和高精度计算方法，提高了设备的精度。增加了设备通信的可靠性，同时也增加了网络的可靠性。采用 CC2520的ZigBee/IEEE 802. 15. 4RF收发器，工作高达125摄氏度，提高了其灵敏度、共存和连接性能，可在低压环境下工作。
图1为本实用新型的主视图。
具体实施方式
根据图1所示，打开电池模块⑴的开关，电池模块⑴将电力传送给低功耗精密电源管理模块O)，低功耗精密电源管理模块( 经处理将电池电力分别传送给各个模块， 低功耗精密电源管理模块采用静态功耗很低的SP6201电源管理芯片，载荷传感器模块(6) 与加速度传感器模块(8)接收到电池电量后将采集抽油机井的拉力信息和加速度信息分别传送给载荷信号调理模块C3)和加速度信号调理模块(5)，加速度传感器模块(8)采用 SCA610-C21H1A，用来检测抽油机井的上下止点，同时对加速度值进行积分获取抽油机井的运动速度，然后对速度积分得到相对位移。载荷信号调理模块C3)和加速度信号调理模块 (5)同时将信息传送给采用意法半导体最新的130nm的低功耗芯片STM32L151C8和新型的 cortex_M3内核的系统控制处理中心G)，加速度信号调理模块( 对加速度值进行积分获取抽油机井的运动速度，然后对速度积分得到相对位移，其加速度采集范围为正负lg，供电电源5v，灵敏度为2.5V/g。系统控制处理中心(4)分别与低功耗精密电源管理模块(2)和 Zigbee自组网无线通信模块(7)进行双向交换。无线自组网网络，采用CC2520的ZigBee/ IEEE 802. 15. 4 RF 收发器。
权利要求1. 一种基于Zigbee的无线自组网微功耗无线载荷变送器，由电池模块(1)、低功耗精密电源管理模块O)、载荷信号调理模块(3)、系统控制处理中心G)、加速度信号调理模块 (5)、载荷传感器模块(6)、Zigbee自组网无线通信模块(7)、加速度传感器模块(8)组成， 其特征在于低功耗精密电源管理模块( 通过Mcu引脚可以控制外设电源供电开启关闭， 电池模块(1)为低功耗精密电源管理模块( 进行供电，低功耗精密电源管理模块(2)进行电量分配，分别传送到各个模块，从而进行各个模块间的信息交换，加速度传感器调理模块( 用来检测抽油机井的上下止点，同时对加速度值进行积分，获取抽油机井的运动速度，然后通过速度积分得到相对位移，载荷传感器模块(6)用来采集抽油机井的拉力，同时采用可变放大增益的差分输入AD采集。
专利摘要本实用新型是一种基于Zigbee的无线自组网微功耗无线载荷变送器，由电池模块(1)、低功耗精密电源管理模块(2)、载荷信号调理模块(3)等组成，低功耗精密电源管理模块(2)通过Mcu引脚可以控制外设电源供电开启关闭。加速度传感器模块(8)用来检测抽油机井的上下止点，同时对加速度值进行积分获取抽油机井的运动速度，然后对速度积分得到相对位移。载荷传感器模块(6)用来采集抽油机井的拉力，采用Zigbee自组网无线数据传输方式，使其具有低功耗、低成本、低速率、自组网、短距离的特点，由于其具有自组网跳转功能，通过跳转可以将距离扩展到很远距离，解决了有线网络布线安装不方便的问题。采用CC2520的ZigBee/IEEE 802.15.4 RF收发器，可工作高达125摄氏度，提高了其灵敏度、共存和连接性能，且可在低压环境下工作。
文档编号G08C17/02GK202083505SQ201120160650
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者孙兰鹏, 徐洪超, 曹俊齐, 潘朋, 胡勇 申请人:天津市万众科技发展有限公司