工业仪表无线数据采集系统的设计与实现.doc

工业仪表无线数据采集系统的设计与实现
刘汉毅 梁波 黎香洪【摘要】工业生产涉及大量现场仪器仪表,如压力流量计、压力变压器等,为了方便快捷的读取仪表数据,对生产过程实时监控,近年来采用无线传输方式负责数据的采集和传输,不但降低了成本成本工业仪表无线数据采集系统的设计与实现
刘汉毅 梁波 黎香洪【摘要】工业生产涉及大量现场仪器仪表,如压力流量计、压力变压器等,为了方便快捷的读取仪表数据,对生产过程实时监控,近年来采用无线传输方式负责数据的采集和传输,不但降低了成本成本,而且克服人工现场读数的困难,因此,在工业生产中应用越来越广泛。本课题主要探究基于ZigBee工业仪表无线数据采集方案技术和实现方法,为工业仪表无线采集技术的发展提供参考。
【关键词】工业仪表;无线数据;采集系统
基于ZigBee工业仪表无线数据采集方案,主要运用ZigBee技术,搭建一套无线的数据采集方案,利用虚拟仪器技术和数据库技术,实现工业仪表数据的采集和收集。通过大量实践证明该系统运行可靠、性能稳定、能耗低,在工业生产中发挥重要作用。
一、系统总体结构设计介绍
工业仪表无线采集系统整体分为数据采集端和数据管理中心两部分。为了更好的实现对不同工业仪器仪表的数据采集,ZigBee适配器拥有多个采集接口,并通过串口的方式和工业仪器相连采集仪表的各种输出数据,比如测量数据、过程数据等,最后将采集的数据结果通过ZigBee网络发送给ZigBee协调器,以此完成数据的采集任务。
在数据管理中心,ZigBee无线网络协调器以串口的方式和管理中心计算机相连,在无线通讯模块的帮助下完成采集数据的收集工作。为了实现数据的整理和分析,数据管理中心需要安装软件相关软件,比如,监控软件和数据库软件等。
二、数据采集端设计

(1)ZigBee协调器设计
ZigBee无线数据采集系统要想正常工作,必须拥有专门的部件控制网络的运行,负责网络的建立、保证网络信号的正常传输、管理网络各个节点的任务。基于ZigBee无线数据采集系统的协调器主要由串口通信模块、无线通讯模块、液晶显示模块、电源模块和按键输入模块组成。而将电源模块、液晶显示模块、按键输入模块、串口通信模块设计在同一个板卡上称之为网络扩展板。无线通信模块和网络扩展板之间通过I/O相连的方式组成ZigBee协调器。
液晶显示器和无线通信模块通过I/O接口相连,能显示网络中各个节点的数据,实现对网络节点的管理。另外,将无线协调器通过自身的RS-232接口和计算机相连可以接收由串口传输的数据。无线数据采集系统工作时,协调器始终保持信息的接、发送状态,且使用外部供电方式。
(2)ZigBee适配器设计
为了实现对工业生产中不同仪器的数据采集,ZigBee拥有多种数据采集接口,比如现场仪器的工作电压、电流和脉冲信号等,整个适配器系统主要以CC2430模块为核心。
工作中为了实现数据采集的通用性将各种模块比如,电压、电流转换模块、脉冲采集模块等设计安装在同一个工作面板上。将适配器安装在需要采集数据的仪表上,以此完成数据采集工作。

(1)ZigBee协调器软件设计
ZigBee协调器和ZigBee适配器安装的