無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在油田中的應用
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2．3 RF設計
自從無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )概念提出以來(lái)，許多的芯片公司如TI、Freesacle和Atmel等都以極大的熱情投入其中，大量的低功耗的RF芯片因此得以面世。許多針對此種網(wǎng)絡(luò )的協(xié)議也紛紛提出，其中ZigBee聯(lián)盟提出的ZigBee協(xié)議是目前影響最深遠的，也是目前最為成熟的一種協(xié)議。
本文節點(diǎn)采用ZigBee協(xié)議處理器CC2430，它是TI公司最新推出的符合ISM頻段的2．4 GHzIEEE 802．15．4標準的射頻收發(fā)器。利用此芯片開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)通信設備支持數據傳輸率高達250 kb／s，可以實(shí)現多點(diǎn)對多點(diǎn)的快速組網(wǎng)。CC2430工作頻帶范圍為：2．400～2．483 5 GHz，采用O-QPSK調制方式，超低電流消耗(RX：19．7 mA，TX：17．4 mA)，高接收靈敏度(-99 dBm)；IEEE 802．15．4 MAC層硬件可支持自動(dòng)幀格式生成、同步插入與檢測、16 b CRC校驗、電源檢測、完全自動(dòng)MAC層安全保護(CTR，CBC-MAC，CCM)；CC2430只需要極少的外圍元器件，其外圍電路包括晶振時(shí)鐘電路、射頻輸入／輸出匹配電路和微控制器接口電路3個(gè)部分。
CC2430為IEEE 802．15．4的數據幀格式提供硬件支持。其MAC層的幀格式為：頭幀+數據幀+校驗幀；PHY層的幀格式為：同步幀+PHY頭幀+MAC幀，幀頭序列的長(cháng)度可以通過(guò)寄存器的設置來(lái)改變?？梢圆捎?6 b CRC校驗來(lái)提高數據傳輸的可靠性。發(fā)送或接收的數據幀被送入RAM中的128 B的緩存區進(jìn)行相應的幀打包和拆包操作。
3 節點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò )軟件設計
本設計整個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)工作在ZigBee協(xié)議?；A上，其基本源代碼可以從TI公司獲得。關(guān)于ZigBee協(xié)議棧的工作原理及實(shí)現方法本文不再贅述。
3．1 網(wǎng)絡(luò )連接及數據存儲策略
數據在普通節點(diǎn)采集并最多緩存24 h數據(FIFO結構)，如果每臺節點(diǎn)和超級節點(diǎn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)連接，那么緩沖區里就沒(méi)有存下數據；
(1)小區中心節點(diǎn)按照時(shí)間先后順序，總緩存所轄節點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的24 h數據(或更長(cháng))，不管此數據是否上傳至數據服務(wù)器；
(2)小區中心節點(diǎn)首選連接主服務(wù)器，連接成功將數據發(fā)送，如果超過(guò)1 h未能連接成功，則連接從服務(wù)器，連接成功將數據發(fā)送直到連接斷開(kāi)；如果斷開(kāi)了和從服務(wù)器的連接超過(guò)1 h，則連接主服務(wù)器；
(3)小區中心節點(diǎn)在連接成功后，總是試圖將緩存數據依次上傳；同時(shí)也能響應服務(wù)器的讀取歷史數據的命令；
(4)小區中心節點(diǎn)支持采用短信方式更改主次服務(wù)器的IP及PORT。
3．2 數據傳輸類(lèi)別
3．2．1 數據常規上行
數據常規上行是指各節點(diǎn)按照設定的采集間隔將數據采集并上傳，其流程如圖4所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/160522.htm
3．2．2 數據按需上行
除了常規的按間隔采集數據之外，在某些情況下，控制人員需要查看即時(shí)數據，這時(shí)就需要數據按需上行模式，這種模式采用一問(wèn)一答模式，其流程圖如圖5所示。
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