无线传感器网络技术以其独特的优势越来越多地应用于各个领域。这里，我们将无线传感器网络技术应用于石油仓库的特定领域，我们专注于多接口和防爆的无线传感器网络信息节点的设计，包括其设计硬件和软件。节点已通过各种测试和经验，以达到预期的结果，满足油库现场使用的要求，并从现场仪器收集，传输和处理信息，例如流量，压力，温度和油库设备中使用的液体的液位。库的信息水平和控制能力。线传感器网络[1？ [2]（无线传感器网络，WSN）是新一代的传感器网络，它是由大量的小型和微型节点组成的自主检测系统，无需监视，具有通信和计算能力。线传感器网络快速部署，自组织网络，高容错和低功耗，高通信效率，强大的网络生存能力，可靠性好，成本低等优点，可以满足实时，准确和全面的要求，并且其他要求非常适合军事和工业应用，特别是恶劣的环境和条件领域[3]，它们用于军事，农业，环境，医疗和卫生，工业，智能运输，建筑物监控。空探索和其他领域具有广阔的应用前景和巨大的应用价值，被认为是未来改变世界的十大技术之一，恒温阀芯也是四大产业之一。界高科技。着信息技术的发展和现代管理理念的变化，作为用于石油的存储，装卸，运输和供应的油库，无线传感器网络技术已逐渐成为现实。介绍了它，它的泵站，输油管道，石油设备和石油仓库设施和设备都可以使用。为无线传感器网络的监视对象[3？ 5]。在为不便之处收集和处理油沉积物常用仪器的现场信息，例如流量，压力，温度，湿度，液位，油气浓度，等等，已经建立了一个油沉积传感器网络系统来自动收集和处理油库中传感器仪器上的各种信息。系统主要包括信息收集节点，无线网络，信息聚合终端，主计算机的信息处理中心等。文重点介绍信息收集节点的硬件和软件设计。息收集节点是石油仓库传感器网络系统的前端，是无线传感器网络的基础，并且是检测信息，处理数据和处理信息的基本单元。线传感器网络的网络功能，所有与传感器网络相关的协议，机制和算法都必须在节点上实现和优化，负责收集来自仪表传感器的各种信号并将其上传到信息聚合终端通过网络。文中的信息收集节点使用通用的模块化设计思想，使用相同的处理器和外壳，并支持用于设计的不同无线模块，包括外壳设计，硬件电路和配套软件设计。文档中设计的信息收集节点具有多个接口和特殊应用环境的特征。此，在节点的设计过程中，除了满足应用功能的要求外，还必须满足环境适应性，性能稳定性，电磁兼容性，抗爆炸等技术。求。节点主要由外壳，电气组件，Ex电缆入口设备和其他组件组成。硬件电路设计和外壳结构设计两个方面介绍以下内容。息收集节点的硬件层主要包括4个模块：电源模块，数据处理模块（包括内存和微控制器），无线通信模块和数据收集模块（包括传感器及其驱动接口电路）。
每个单元模块中，中心部分是数据处理模块和无线通信模块。理器充当传感器节点的“心脏”，并运行集成系统的软件以控制其他三个模块的工作。线通信模块主要负责与其他节点的通信，交换控制消息以及发送和接收数据。息收集节点模块的框图如图1所示。无线传感器网络的其他信息收集节点相比，本文档中设计的信息收集节点必须收集和处理不同的信息。感器信号的类型，包括流量，压力，温度，湿度，液位，油气浓度以及有关仪器数据以及输出的其他信息从有关该仪器的各种信息来源。能有以下系统：数字脉冲信号，1〜5 V，4〜20 mA，RS 485，HART等。时，还保留了总线485，串行端口232，SPI接口，I2C接口和多通道AD / DA接口，以方便其他扩展功能的应用，例如屏幕连接，打印机，键盘，GPS等设计母板的难点在于解决母板电磁兼容性的设计问题以及高度集成的小型多接口电路板的设计。息采集节点主卡的电路示意图如图2所示。息采集节点的微控制器单元（MCU）采用MSP低功耗单片机系列的MSP430FG4618模型。MSP430FG4618具有集成度高，外围设备丰富和超低功耗的优点，具有五种节能模式，适用于不同的应用场合。外，MSP430FG4618具有12位高速AD模块，即MSP430FG4618可以接收数字量和模拟量，并且可以使用中断和同步方法来测量脉率信号。此，应用MSP430FG4618可以大大简化电路设计。息收集节点的无线通信模块根据特定的实际应用选择RENEX的CORE1无线模块或Chipcon的CC2420无线模块。中，CORE1无线模块用于动态移动设备的通信，而CC2420无线模块用于固定设备的通信。息收集节点的电源由固定设备仪器提供，该固定设备仪器连接到电源或设备车辆的电源。用级DC-DC电源调制器模块用于在9至18 V的宽电压输入范围内产生稳定的12 V直流电。于12 V，降压IC用于进一步调制成用于MCU，无线通信模块和其他电源的其他稳定电压输出。电源电路如图3所示。保护信息收集节点并防止其烧毁或发生故障，本产品使用了隔离隔离电路。压器型电源，用于抑制或消除电源输入可能引起的干扰。有组件都应尽可能使用表面安装的组件。面安装的元件不仅很小，而且可以有效地减小印刷电路板所占的面积，这对于印刷电路的设计是方便的。重要的是，它们的小引脚和用于发送和接收的小电磁能可以大大提高电磁兼容性。
有储能组件都尽可能选择低容量值，并对电压和电流施加一定的限制。板使用双层印刷电路板（PCB）。
刷电路板的布线遵循有关设备布局和分布的相关规定，其层压，布线和预浸工艺均按照国际IPC工艺标准执行？在？ 610℃。层PCB的顶层用于信号路由。闲空间与芯片下方的空间相同。
装有金属板，并通过多个孔牢固接地。计印刷电路板时，应特别注意无线收发器部件的布线和PCB天线的设计。也是传感器节点设计的难点和集中点。如，去耦电容器必须尽可能靠近电源引脚，并通过单独的过孔连接到印刷电路板的接地层。
片的接地引脚通过单独的过孔尽可能靠近外壳引脚；最外面的组件越小越好，您需要使用表面贴装设备。完成印刷电路板的设计之后，将印刷电路板文件发送给印刷电路板的制造商进行生产。
光照相制版，激光印版制造，2层铜基复合卡。MCU使用BGA焊接。24至48小时后，将成品在阴凉处干燥。
方面，原型机壳的设计必须突出操作的实际要求，并且必须考虑到工作场所中危险爆炸环境的防爆等级，严格遵守“ GB 3836.1？ 2010爆炸性环境第1部分：设备“通用要求”和GB 3836.2？2000爆炸性环境第2部分：由防爆外壳“ d”保护的设备的标准化要求取决于硬件电路板，天线和组装需要时，使用AUTOCAD软件绘制设计并将其发送给专业制造商进行处理，外壳颜色为军绿色，材料为铝合金（ZL104），厚度为9毫米；腔体中安装了电气组件；船体的上部和下部采用扁平结构；检查接头是否没有问题在硬件上，可以执行应用程序开发，包括实现协议栈和编写应用程序。于信息收集节点中有很多设备，以免占用微控制器太多的工作时间，提高了数据处理效率，降低了功耗。
微控制器中，通过中断来完成在微控制器与外围设备之间交换信息的方式。片机程序用C语言编写，编译环境为IAR 4.21。要软件的流程图如图4所示。他插件主要通过中断与MCU交换信息。
断程序包括无线模块中断程序；流量仪表中断程序；压力仪表中断程序；温度仪表中断程序；湿度仪器中断程序；液位仪表中断程序；油气浓度仪表中断程序。线模块中断例程是无线传感器网络应用的关键。
下重点介绍无线模块中断例程的设计。线模块采用Ad？ Hoc或Zigbee，这是一个自组织网络和多跳路由传感器网络。
系统的信息收集节点的无线节点处于从属模式，并且可以与连接到监控室中PC的主节点进行实时通信。外，网络中的每个从节点都具有路由器的功能，可以将数据传输到相邻节点。用这些中间节点的中继功能，在前端信息收集节点和监视室之间的直接通信被阻止的情况下，数据可以被其他节点自动路由一次或多次。标节点，从而提高了系统的实时可靠性。线通信模块软件流程图如图5所示。过联合设计测试设计，机械检查，冲击测试，温度测试，压力测试。壳，非爆炸内部点火测试，外壳防护性能测试和其他检查项目在国家产品质量监督检验中心进行已获得防爆和防爆资质。书。外，该节点还通过了其他相关的性能测试和实验，取得了预期的效果，满足了油库现场使用的要求。
节点可以在现场执行有关仪器的信息的收集，处理和传输，例如流量，压力，温度，湿度，液位，从而节省了大量的人力，物力，财力和时间，改善了油库设施设备的信息，提高了油库的商业管理能力。
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