本文關鍵詞： 配氣裝置 ZigBee技術 STM32 CC2420 近距離無線操作　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來,氣體探測器數量增長很快,已經在工廠,加氣站,酒店等領域得到了很好的應用。國家為了加強對這些儀器的監(jiān)督和管理,制定了相關的檢定規(guī)程,并由計量單位進行年檢。在計量認證的過程中,需要使用配氣裝置配置不同濃度的標準氣體。鑒于當前主流配氣裝置不具備無線通信功能,且氣體探測器室外檢定環(huán)境惡劣,數量繁多,人員走動不便,難以在室外檢定中發(fā)揮作用。采用成熟的近距離無線通信技術對配氣裝置進行改進,設計出一套可對配氣裝置進行短距離無線操作的通信設備,能更好的適應室外檢定環(huán)境,拓展配氣裝置應用領域。本文對配氣裝置的工作原理,內部模塊組成及各個模塊的功能進行了說明。通過對常用近距離無線通信技術的性能指標、優(yōu)缺點及發(fā)展現狀的分析,發(fā)現ZigBee近距離無線通信技術耗電量低、通信距離較遠,適合本課題的設計。使用微處理器和知名的CC2420射頻芯片,來完成配氣裝置近距離無線通訊模塊的設計。介紹了各硬件模塊的工作原理、電路原理圖及主要模塊的詳細實現過程。設計出配氣裝置無線通信模塊整體實現方案,實現方案主要包括兩大部分。通訊系統(tǒng)硬件模塊設計,主要有CC2420射頻模塊、RS485電路模塊、STM32同射頻芯片的連接,微控制器與工控機的通信、手持終端電源管理模塊、鍵盤電路設計、JTAG電路的設計。系統(tǒng)軟件部分主要構成有主函數模塊、數據接收模塊、數據發(fā)送模塊、串口通信模塊等。每個模塊的代碼先單獨進行編寫調試,然后再進行聯合調試,達到功能要求。最后,對配氣裝置配氣功能和通信性能進行驗證,獲取測試結果并進行分析比對。本系統(tǒng)的軟件部分采用C語言進行編寫,采用支持在線仿真功能的JTAG編程工具。對程序的編譯、調試以及下載等操作通過keil uvision4編譯環(huán)境來完成。在完成每個模塊制作和調試后,最終進行聯試聯調,縮短了開發(fā)周期。此外,為提高配氣裝置適應復雜電磁環(huán)境的能力,在硬件和軟件方面都采取了保護措施。通過大量實驗驗證表明,該裝置穩(wěn)定性好、可靠性強、靈敏度高,非常適合于工作環(huán)境較為復雜的室外檢定環(huán)境。
[Abstract]:In recent years, the number of gas detectors has grown rapidly, and has been well applied in factories, gas filling stations, hotels and other fields. In order to strengthen the supervision and management of these instruments, the state has formulated relevant verification regulations. In the process of measurement certification, it is necessary to use the valve distribution device to configure different concentrations of standard gas. In view of the fact that the current mainstream gas distribution device does not have the function of wireless communication, and the outdoor calibration environment of the gas detector is poor, It is difficult to play a role in outdoor verification because of the large number of people and the inconvenience of walking. A set of communication equipment which can operate the valve device in short distance and wireless operation is designed by using mature close distance wireless communication technology to improve the valve distribution device. It can better adapt to the outdoor verification environment and expand the application field of valve distribution device. This paper explains the working principle, internal module composition and the function of each module of the valve distribution device. Through the performance index of the commonly used short-range wireless communication technology, Based on the analysis of the advantages and disadvantages and the present situation of development, it is found that ZigBee short distance wireless communication technology is suitable for the design of this subject because of its low power consumption and long communication distance. The working principle of each hardware module, the circuit schematic diagram and the detailed realization process of the main modules are introduced. The overall realization scheme of the wireless communication module of the valve distribution device is designed. The realization scheme mainly includes two parts: the design of hardware module of communication system, the connection of CC2420 RF module RS485 circuit module and RF chip, the communication between microcontroller and industrial control computer, and the power management module of handheld terminal. The system software mainly consists of main function module, data receiving module, data sending module, serial port communication module and so on. The code of each module is written and debugged separately. Then the joint debugging is carried out to meet the functional requirements. Finally, the energy distribution and communication performance of the gas distribution device are verified, the test results are obtained and analyzed and compared. The software part of the system is written in C language. The JTAG programming tool which supports the on-line simulation function is adopted. The compiling, debugging and downloading of the program are accomplished by the keil uvision4 compile environment. After each module is made and debugged, the final test is carried out. The development period is shortened. In addition, in order to improve the ability of the valve distribution device to adapt to the complex electromagnetic environment, both hardware and software protection measures are taken. A large number of experiments show that the device has good stability, strong reliability and high sensitivity. It is very suitable for outdoor verification environment where the working environment is more complex.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：1542524