低功耗射频压力记录仪研究与开发

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随着现代工业的发展,传统的压力检测方式已经很难满足生产的需求,现在大部分天然气压力检测依然采用机械表。这种压力测量方式专门的操作人员去抄表,而且无法存储大量的历史数据,因此无法对压力历史值进行分析,也无法方便的判断系统的故障。所以,目前迫切需要一种新型的压力检测方式来取代传统的机械表压力测量。本文就针对以上问题,本论文提出了一种以低功耗处理器以及射频技术为核心的低功耗电子压力表的方案。本设计选用射频传输技术来实现抄表功能,无线通信无需物理接触,因此可以避免物理插拔引起的火花,实现了系统的防爆功能。为了降低系统功耗,该设计选用了目前时间最低功耗的EFM32GG系列处理器,该处理器具有片上RTC,使用软件来实现时钟功能,省去了外扩时钟芯片,降低了功耗。我们在电路上也做了低功耗处理,选用了低功耗的LDO降压芯片,同时使用电子开关来控制传感器部分的电源来降低功耗。由于射频工作在监听状态下功耗比较大,为了降低无线通信部分的功耗,本设计提出了红外检测-射频传输方法来降低无线通信部分的功耗,使用红外通信来实现与手抄机的握手功能,握手成功后通过射频方式传输压力数据。基于这样的思想,本设计以EFM32GG980F1024与nRF24L01这两个芯片为核心来搭建整个硬件平台,再配合带温度补偿功能的压力传感器以及红外通信电路,完成了整个系统的硬件设计。并使用同样的处理器开发了一套低功耗手抄机系统,该手抄机可以通过射频方式来与压力记录仪通信。利用搭建的硬件平台以及手抄机,对系统性能进行了测试,结果表明系统整机功耗为300uA,在室温下系统精度达到了0.5级。
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