基于ZigBee的油井無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計
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油田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通信協(xié)議結(jié)構是建立在IEEE802．15．4規(guī)定的ZigBee協(xié)議的基礎之上的，僅對其中的“數(shù)據(jù)信息”字段部分進行設計。將“數(shù)據(jù)信息”字段劃分為“節(jié)點信息”、“功能編碼”、“數(shù)據(jù)”3部分，如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156059.htm
“節(jié)點信息”字段數(shù)據(jù)長度為1字節(jié)，其是低4位為RFD節(jié)點號，高4位為FFD節(jié)點號。根據(jù)高4位將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到對應的RFD，即對應的現(xiàn)場采集點。
1. 3 節(jié)點布置
在無線傳感器網(wǎng)絡中，通過飛機布撒或者人工布置等方式，可以將大量的節(jié)點放在被測對象的內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點采用自組織的方式構成無線網(wǎng)絡，之間相互協(xié)作，實時地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中的信息，并通過多跳中繼方式將數(shù)據(jù)傳給匯聚節(jié)點，最后由匯聚節(jié)點將整個區(qū)域內(nèi)的信息傳送到遠程控制管理中心。反之，遠程管理中心也可以對網(wǎng)絡節(jié)點進行實時操控。
2 ZigBee技術
ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術方案，主要用于近距離無線連接。它有自己的無線電標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。最后，這些數(shù)據(jù)可以進入計算機，用于分析或者被另外一種無線技術收集。使
用世界最新射頻技術和集成技術來生產(chǎn)迄今為止真正的低成本、低功耗、袖珍體積(名片大小)、高可靠性的擴頻無線數(shù)傳電臺：使用世界最新的無線互聯(lián)網(wǎng)絡技術，來實現(xiàn)所有數(shù)傳電臺之間不需中繼站的互聯(lián)網(wǎng)式通信。
3 傳感器節(jié)點設計
在無線傳感器節(jié)點各單元中，核心單元為處理器單元及射頻單元。處理器單元決定節(jié)點的數(shù)據(jù)處理能力，路由算法的運行速度以及無線傳感器網(wǎng)絡形式的復雜程度，因此不同處理器的選用也在一定程度上影響了節(jié)點的整體能耗和節(jié)點的工作壽命。射頻單元的選擇直接影響無線通信使用的頻段、節(jié)點間數(shù)據(jù)通信的收發(fā)速率以及節(jié)點的通信距離等。
本系統(tǒng)選用目前較為廣泛的JENNIC公司的JN5139作為主控芯片，以此設計出網(wǎng)絡中的協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點。
JN5139是低功耗低成本適合于IEEE 802．15．4和ZigBee應用的無線微控制器。在單芯片內(nèi)集成了用于無線傳感器網(wǎng)絡的收發(fā)器和微控制器；成本敏感的ROM／RAM架構，滿足了批量應用的需要；元件數(shù)量少和成本低，從而實現(xiàn)了低系統(tǒng)BOM；硬件MAC可以保證實現(xiàn)低功耗和低處理器開銷；大量用戶外設；與JN5121引腳兼容，從而輕松實現(xiàn)了移植。它的內(nèi)部結(jié)構圖如圖4所示。
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