基于GPRS和ZigBee的遠程油閥控制系統(tǒng)

摘要：構(gòu)建了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)和ZigBee無線通信技術(shù)的遠程油閥控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的中央監(jiān)控計算機根據(jù)流量調(diào)節(jié)要求，發(fā)送控制命令給Zig Bee網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點。終端節(jié)點控制與油閥相連接的步進電機旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)流量閥的流量。結(jié)果表明，此控制系統(tǒng)能夠及時、精確地控制油閥的流量及開關(guān)等。
關(guān)鍵詞：遠程油閥控制系統(tǒng)；GPRS網(wǎng)絡(luò)；ZigBee；協(xié)調(diào)器；路由器；步進電機

引言
國外新建的輸油管道多為全線集中控制設(shè)計，舊的管道系統(tǒng)也在不斷朝這個方向改進。我國大部分輸油管道都建于20世紀70年代，控制系統(tǒng)與國外的先進技術(shù)有一定的差距。為了提高輸油效率和改善工人的工作條件，迫切需要尋求一種無線控制的解決方案。
本文提出了一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)和ZigBee無線通信技術(shù)的遠程油閥控制系統(tǒng)技術(shù)方案。此方案完全滿足遠程無線油閥控制的迫切需要，促進油閥控制系統(tǒng)自動化的發(fā)展，并且該方案可以適用于其他閥的控制，例如天然氣閥和暖氣閥等。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
遠程油閥控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。遠程油閥控制系統(tǒng)由中心控制室、GPRS無線數(shù)傳模塊、ZigBee無線信號收發(fā)模塊和執(zhí)行器模塊4部分組成。其中，中心控制室由中央監(jiān)控計算機、運行參數(shù)采集系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)以及報警系統(tǒng)組成；GPRS無線數(shù)傳模塊采用的是Motorola公司生產(chǎn)的G24無線通信模塊；ZigBee無線信號收發(fā)模塊采用的是Chipcon公司生產(chǎn)的CC2430芯片；執(zhí)行器模塊采用的是兩相混合式步進電機。

系統(tǒng)通過中央監(jiān)控計算機發(fā)送控制命令包給GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送模塊，GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送模塊把命令轉(zhuǎn)發(fā)到遠程的GPRS網(wǎng)絡(luò)接收模塊，GPRS網(wǎng)絡(luò)接收模塊再把控制命令通過串口發(fā)送到ZigBee的協(xié)調(diào)器上，協(xié)調(diào)器把各個閥門的控制命令發(fā)送到相應(yīng)的ZigBee路由器模塊上。最后，ZigBee的終端模塊根據(jù)得到的命令發(fā)脈沖給步進電機驅(qū)動電路，從而控制步進電機的旋轉(zhuǎn)。電機和旋轉(zhuǎn)閥門連接在一起，這樣電機的旋轉(zhuǎn)將帶動閥門旋轉(zhuǎn)從而控制流量。