基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊、ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器，所述壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊包括壓力傳感器、單片機(jī)和串口通信接口；壓力傳感器的輸出引腳連接單片機(jī)的信號(hào)輸入端，單片機(jī)通過串口通信接口與ZigBee終端相連，ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口通信接口與計(jì)算機(jī)相連，ZigBee終端和ZigBee協(xié)調(diào)器之間由ZigBee無線網(wǎng)路相連；所述計(jì)算機(jī)和ZigBee協(xié)調(diào)器位于控制室內(nèi)，所述壓力傳感器安裝在油罐底部。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：采用無線組網(wǎng)方式，能夠低成本、低功耗、少動(dòng)土、組網(wǎng)靈活，從而避免施工的麻煩，更能極大的縮短加油站建設(shè)的時(shí)間。
【專利說明】基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無線組網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，具體是一種基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)在市場上，有著很多的加油站管理系統(tǒng)解決方案，所有的這些解決方案，基本由兩個(gè)部分組成:加油點(diǎn)子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)。加油點(diǎn)子系統(tǒng)由加油機(jī)、液位儀、加油站管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊組成，控制子系統(tǒng)由公司管理系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)組成。就近年來的發(fā)展看，很多技術(shù)已趨向于成熟，但就通信模塊的組網(wǎng)方式來看大部分都是采用有線傳輸技術(shù)，需要在加油站安裝繁雜的信號(hào)傳輸線才能讓系統(tǒng)運(yùn)行。并且當(dāng)系統(tǒng)需要更換傳輸線，或者重新組網(wǎng)時(shí)，就得施工動(dòng)土，這勢必會(huì)影響到加油站的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題主要是針對加油站的有線組網(wǎng)技術(shù)的局限，提供一種基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，旨在開發(fā)一個(gè)用于采集加油站油罐壓力值的無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型所述的基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊、ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器，所述壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊包括壓力傳感器、單片機(jī)和串口通信接口 ；壓力傳感器的輸出引腳連接單片機(jī)的信號(hào)輸入端，單片機(jī)通過串口通信接口與ZigBee終端相連，ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口通信接口與計(jì)算機(jī)相連，ZigBee終端和ZigBee協(xié)調(diào)器之間由ZigBee無線網(wǎng)路相連；所述計(jì)算機(jī)和ZigBee協(xié)調(diào)器位于控制室內(nèi)，所述壓力傳感器安裝在油罐底部。
[0005]具體的，所述單片機(jī)采用stm32 F103單片機(jī)。
[0006]具體的，所述ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器均包括ZigBee CC2530模塊、ZigBee功能底板、雙向無線發(fā)射天線，串口通信接口，所述ZigBee功能底板分別連接ZigBee CC2530模塊和串口通信接口，ZigBee CC2530模塊連接雙向無線發(fā)射天線。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)，采用無線組網(wǎng)方式，能夠低成本、低功耗、少動(dòng)土、組網(wǎng)靈活，從而避免施工的麻煩，更能極大的縮短加油站建設(shè)的時(shí)間，降低人力，財(cái)力，物力，線路管理等成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本實(shí)用新型旨在開發(fā)一個(gè)用于采集加油站油罐壓力值的無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體框架圖如圖1，整個(gè)系統(tǒng)分為5層，五層之間相鄰兩層可以相互之間通信，每層都只能在其上下相鄰的兩層之間傳遞數(shù)據(jù)和信號(hào)，可以說是一個(gè)5層模型。本實(shí)用新型的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊、ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器，所述壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊包括壓力傳感器、stm32 F103單片機(jī)和串口通信接口 ；壓力傳感器的輸出引腳連接stm32 F103單片機(jī)的信號(hào)輸入端，stm32 F103單片機(jī)本身集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將壓力傳感器的輸出轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，stm32 F103單片機(jī)通過串口 RS232與ZigBee終端的功能底板相連，ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口 RS232與計(jì)算機(jī)相連，ZigBee終端和ZigBee協(xié)調(diào)器之間由ZigBee無線網(wǎng)路相連。
[0011]ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成:終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型所使用的ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器均包括ZigBee CC2530模塊、ZigBee功能底板、雙向無線發(fā)射天線，串口通信接口，所述ZigBee功能底板分別連接ZigBee CC2530模塊和串口通信接口，ZigBee CC2530模塊連接雙向無線發(fā)射天線。
[0012]如圖2所示，終端節(jié)點(diǎn)包括MPS20N0030D-S型壓力傳感器、stm32 F103C8T6單片機(jī)、RF射頻芯片ZigBee CC2530 F256及天線、LED狀態(tài)指示燈和RS232串口，其中壓力傳感器用于采集油罐的壓力值數(shù)據(jù)；stm32 F103C8T6單片機(jī)用于初步處理從壓力傳感器傳入的壓力值，對壓力值進(jìn)行矯正和封包處理等；RS232用于將初步處理完成的數(shù)據(jù)通過RS232發(fā)送到ZigBee終端節(jié)點(diǎn)CC2530上。ZigBee終端CC2530將壓力值，網(wǎng)絡(luò)信息等進(jìn)一步封包通過天線發(fā)送到ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)上，以便ZigBee協(xié)調(diào)器接收；LED、GPIO等用于狀態(tài)顯不O
[0013]協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)包括RS232串口、RF射頻芯片ZigBee CC2530 F256、LED狀態(tài)指示燈
和天線。
[0014]ZigBee協(xié)調(diào)器CC2530 F256通過天線從所有ZigBee終端接收封裝成數(shù)據(jù)包的壓力值，同時(shí)協(xié)調(diào)器需要維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀`態(tài)，定期對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測，保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行；串口 RS232將壓力值發(fā)送到計(jì)算機(jī)上；LED、GPIO用于顯示網(wǎng)絡(luò)是否正常工作、接收是在進(jìn)行等狀態(tài)。
[0015]計(jì)算機(jī)和ZigBee協(xié)調(diào)器模塊位于控制室內(nèi)，并通過RS232串口數(shù)據(jù)總線相連；ZigBee終端模塊與壓力傳感器通過串口 RS232相連；壓力傳感器安裝到油罐底部。
[0016]當(dāng)打開壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊、ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器的電源后，傳感器、ZigBee網(wǎng)絡(luò)等開始工作，這時(shí)在計(jì)算機(jī)上打開串口調(diào)試助手，選擇串口 1，并設(shè)置好波特率9600，其他參數(shù)默認(rèn)，就可以接收到從ZigBee無線網(wǎng)上發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)如圖3。
[0017]實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)關(guān)閉壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊時(shí)，串口調(diào)試助手不再接收數(shù)據(jù)，這說明數(shù)據(jù)確實(shí)是從壓力傳感器采集而來；同樣的，關(guān)閉ZigBee終端，串口調(diào)試助手也接收不到數(shù)據(jù)，說明數(shù)據(jù)是經(jīng)過了 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)而不是直接從ZigBee協(xié)調(diào)器發(fā)送到計(jì)算的數(shù)據(jù)。
[0018]如圖1，系統(tǒng)中，假定油罐的個(gè)數(shù)為η個(gè)，Yl，Y2，Y3，......Yn為油罐編號(hào)；由于有
η個(gè)油罐，則對應(yīng)的需要η個(gè)壓力傳感器和η個(gè)ZigBee終端模塊，其編號(hào)分別為Cl，C2，C3，……，Cn和B1，B2，B3，……，Bn ;ZigBee協(xié)調(diào)器只需要一個(gè)，編號(hào)為A。
[0019]以下簡述系統(tǒng)的工作流程:
[0020]①啟動(dòng)壓力傳感器，開始從油罐采集壓力值數(shù)據(jù)；[0021]②ZigBee終端模塊接收壓力傳感器采集的壓力值數(shù)據(jù)；
[0022]③ZigBee終端將壓力值數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)上；
[0023]④ZigBee協(xié)調(diào)器統(tǒng)一接收從所有ZigBee終端上傳的壓力值數(shù)據(jù)；
[0024]⑤計(jì)算機(jī)接收從ZigBee協(xié)調(diào)器上傳的壓力值數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫，以便使用；
[0025]⑥計(jì)算機(jī)用戶通過計(jì)算機(jī)上的管理軟件發(fā)送控制命令，從而控制下位機(jī)的行為。
[0026]傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包以16進(jìn)制數(shù)5A開頭，長度為11字節(jié)。取第一個(gè)包的數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如下:
[0027]5A 為數(shù)據(jù)頭，表示一個(gè)包的開始；
[0028]01 00為油罐編號(hào),此處表示油罐I ;
[0029]01 00為油槍編號(hào)，此處表示油槍I ;
[0030]00 表示數(shù)據(jù)包的類型，為O是表示接受到的壓力值數(shù)據(jù)；
[0031]5C 03為接受到的數(shù)據(jù)，此為壓力值，在使用時(shí)將其轉(zhuǎn)換為高度等需要的數(shù)據(jù)即可；
[0032]5F 為校驗(yàn)和，用于校驗(yàn)接收到的數(shù)據(jù)是否正確。
【權(quán)利要求】
1.基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是:包括壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊、ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器，所述壓力數(shù)據(jù)采集傳感模塊包括壓力傳感器、單片機(jī)和串口通信接口 ；壓力傳感器的輸出引腳連接單片機(jī)的信號(hào)輸入端，單片機(jī)通過串口通信接口與ZigBee終端相連，ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口通信接口與計(jì)算機(jī)相連，ZigBee終端和ZigBee協(xié)調(diào)器之間由ZigBee無線網(wǎng)路相連；所述計(jì)算機(jī)和ZigBee協(xié)調(diào)器位于控制室內(nèi)，所述壓力傳感器安裝在油罐底部。
2.如權(quán)利要求1所述基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是，所述單片機(jī)采用stm32 F103單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述基于ZigBee的加油站液壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是，所述ZigBee終端、ZigBee協(xié)調(diào)器均包括ZigBee CC2530模塊、ZigBee功能底板、雙向無線發(fā)射天線，串口通信接口，所述ZigBee功能底板分別連接ZigBee CC2530模塊和串口通信接口，ZigBeeCC2530模塊連接雙向無線發(fā)射天線。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203673322SQ201320851960
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】嚴(yán)大虎, 蔡平 申請人:江南大學(xué)