基于GPRS和ZigBee的遠程油閥控制系統

摘要：構建了基于GPRS網(wǎng)絡(luò )和ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的遠程油閥控制系統。該系統的中央監控計算機根據流量調節要求，發(fā)送控制命令給Zig Bee網(wǎng)絡(luò )的終端節點(diǎn)。終端節點(diǎn)控制與油閥相連接的步進(jìn)電機旋轉，從而調節流量閥的流量。結果表明，此控制系統能夠及時(shí)、精確地控制油閥的流量及開(kāi)關(guān)等。
關(guān)鍵詞：遠程油閥控制系統；GPRS網(wǎng)絡(luò )；ZigBee；協(xié)調器；路由器；步進(jìn)電機

引言
國外新建的輸油管道多為全線(xiàn)集中控制設計，舊的管道系統也在不斷朝這個(gè)方向改進(jìn)。我國大部分輸油管道都建于20世紀70年代，控制系統與國外的先進(jìn)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(wú)線(xiàn)控制的解決方案。
本文提出了一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò )和ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的遠程油閥控制系統技術(shù)方案。此方案完全滿(mǎn)足遠程無(wú)線(xiàn)油閥控制的迫切需要，促進(jìn)油閥控制系統自動(dòng)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 系統總體結構
遠程油閥控制系統總體結構如圖1所示。遠程油閥控制系統由中心控制室、GPRS無(wú)線(xiàn)數傳模塊、ZigBee無(wú)線(xiàn)信號收發(fā)模塊和執行器模塊4部分組成。其中，中心控制室由中央監控計算機、運行參數采集系統、顯示系統以及報警系統組成；GPRS無(wú)線(xiàn)數傳模塊采用的是Motorola公司生產(chǎn)的G24無(wú)線(xiàn)通信模塊；ZigBee無(wú)線(xiàn)信號收發(fā)模塊采用的是Chipcon公司生產(chǎn)的CC2430芯片；執行器模塊采用的是兩相混合式步進(jìn)電機。

系統通過(guò)中央監控計算機發(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(guò)串口發(fā)送到ZigBee的協(xié)調器上，協(xié)調器把各個(gè)閥門(mén)的控制命令發(fā)送到相應的ZigBee路由器模塊上。最后，ZigBee的終端模塊根據得到的命令發(fā)脈沖給步進(jìn)電機驅動(dòng)電路，從而控制步進(jìn)電機的旋轉。電機和旋轉閥門(mén)連接在一起，這樣電機的旋轉將帶動(dòng)閥門(mén)旋轉從而控制流量。