本文關(guān)鍵詞：基于Cortex的無(wú)線儀表及通信協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn)　出處：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：無(wú)線儀表技術(shù)興起于21世紀(jì)初,隨著新興無(wú)線通信技術(shù)逐步替代有線通信技術(shù),無(wú)線儀表在油田現(xiàn)場(chǎng)使用具有了諸多優(yōu)勢(shì),例如更廣的通信距離與強(qiáng)大的抗干擾能力。在儀表控制芯片選型時(shí),為了適應(yīng)油田惡劣環(huán)境,能夠保證儀表長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)行,儀表控制芯片往往側(cè)重于使用低功耗而非高性能型號(hào),這使得傳統(tǒng)儀表滿(mǎn)足無(wú)法全部滿(mǎn)足目前日益增長(zhǎng)的例如儀表遠(yuǎn)程升級(jí)、儀表組網(wǎng)、信息無(wú)線傳輸與大量數(shù)據(jù)處理等數(shù)字化油田的發(fā)展需求。大部分傳統(tǒng)儀表將控制與采集電路設(shè)計(jì)于一體,不同類(lèi)型的儀表往往硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)上都有很大區(qū)別,在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)與修理時(shí)往往十分不便。針對(duì)上述傳統(tǒng)儀表的若干缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于Cortex-M3內(nèi)核構(gòu)架的、具有模塊化設(shè)計(jì)的新型無(wú)線儀表系統(tǒng)。該無(wú)線儀表系統(tǒng)選用的Cortex-M3內(nèi)核構(gòu)架的低功耗控制芯片,在可接受的功耗范圍內(nèi)提供了遠(yuǎn)超于MSP430的性能;并且使用ZigBee低功耗無(wú)線通信技術(shù)建立通信網(wǎng)絡(luò),在提供更大的通信范圍的同時(shí)最大程度上減少儀表功耗;該儀表系統(tǒng)在硬件上包含傳感器頭模塊與控制模塊兩部分,兩者之間利用通信連接,不同類(lèi)型儀表使用相同的主控模塊,提供可更換設(shè)計(jì),使得儀表在現(xiàn)場(chǎng)維修更加簡(jiǎn)便。無(wú)線儀表軟件也采取模塊化設(shè)計(jì),主控模塊通過(guò)軟件識(shí)別不同傳感器頭模塊進(jìn)而選擇相應(yīng)的儀表的運(yùn)行程序,軟件統(tǒng)一化,具有良好的可擴(kuò)展性。本文同時(shí)設(shè)計(jì)了一套基于該系統(tǒng)的專(zhuān)屬的應(yīng)用層通信協(xié)議,用于規(guī)范該類(lèi)無(wú)線儀表的通信規(guī)程。最后本文對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)完成了測(cè)試以及驗(yàn)證。通過(guò)測(cè)試,該儀表系統(tǒng)能夠正確采集、處理、發(fā)送、接收數(shù)據(jù),滿(mǎn)足低功耗要求,具有無(wú)線升級(jí)與無(wú)線配置功能,運(yùn)行穩(wěn)定良好;本文所設(shè)計(jì)的通信協(xié)議能夠較好的為儀表的通信提供保障,傳輸穩(wěn)定可靠。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP311.52;TN915.04;TE46

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