论文部分内容阅读
随着互联网技术和信息通信技术的发展,远程遥测技术已成为工农业生产的重要辅助设施,应用十分广泛。在城市污水泵站故障遥测系统中,可以实时了解泵站系统故障状况,在泵站系统出现故障时,为决策者提供相关故障信息、故障发展趋势从而进行分析、合理安排系统运行和维护,在缩短泵站维修周期,减少维修成本方面具有非常重要的现实意义和良好的经济效益。论文根据城市污水泵站的工艺流程,确定了泵站故障信号类型和故障检测位置(信号)的选取,在分析了几种重要故障信号采集原理及其采集器件选型之后。文章着重阐述了ZigBee和GPRS通信协议,重点研究了IEEE802.15.4物理层(PHY)和媒体接入控制层(MAC)结构模型、数据帧结构以及数据传送方式。然后介绍了ZigBee协议标准和IEEE802.15.4协议标准的关系,分别就ZigBee协议栈架构、网络的建立等作了进一步研究。论文研究了城市污水泵站故障原理及信号采集方法和数据无线传输原理,确定了遥测系统的设计方案。以GPRS、ZigBee精简版协议栈和CC2430片上系统为软硬件平台,进行了遥测系统设计,完成了基于精简版协议栈的CC2430故障信号采集与无线传输的软硬件设计,实现了ZigBee无线传感器网络和GPRS网络的自组网和信号的无线传输。具体为ZigBee星型拓扑网络的建立、节点的加入和节点的脱离、故障信号的分布式采集与数据发送和接受、LCD显示、SPI、UART通信、GPRS和ZigBee网络数据双向传输等功能。研究了系统的初始化、协议栈相关函数设置、函数调用和下载。最后,文章给出了设计一个城市污水泵站故障遥测系统的故障遥测终端和传感器终端节点应用程序。它们包括:无线数据的接收、发送程序,串口初始化程序,键盘驱动程序,故障信息采集与处理程序、LCD显示程序,GPRS通信程序和应用主程序等,并对系统进行调试并给出实验验证。通过实验验证,系统功能达到了设计预期,能够满足城市污水泵站故障信息远程采集的要求,同时针对系统存在的不足和系统未来发展趋势提出了进一步深入研究方向。