基于ZigBee的油井無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

“節(jié)點(diǎn)信息”字段數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1字節(jié)，其是低4位為RFD節(jié)點(diǎn)號(hào)，高4位為FFD節(jié)點(diǎn)號(hào)。根據(jù)高4位將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到對(duì)應(yīng)的RFD，即對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)采集點(diǎn)。
1. 3 節(jié)點(diǎn)布置
在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)飛機(jī)布撒或者人工布置等方式，可以將大量的節(jié)點(diǎn)放在被測(cè)對(duì)象的內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點(diǎn)采用自組織的方式構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，之間相互協(xié)作，實(shí)時(shí)地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的信息，并通過(guò)多跳中繼方式將數(shù)據(jù)傳給匯聚節(jié)點(diǎn)，最后由匯聚節(jié)點(diǎn)將整個(gè)區(qū)域內(nèi)的信息傳送到遠(yuǎn)程控制管理中心。反之，遠(yuǎn)程管理中心也可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)操控。

2 ZigBee技術(shù)
ZigBee是一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)方案，主要用于近距離無(wú)線連接。它有自己的無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，所以它們的通信效率非常高。最后，這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)入計(jì)算機(jī)，用于分析或者被另外一種無(wú)線技術(shù)收集。使
用世界最新射頻技術(shù)和集成技術(shù)來(lái)生產(chǎn)迄今為止真正的低成本、低功耗、袖珍體積(名片大小)、高可靠性的擴(kuò)頻無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)：使用世界最新的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)所有數(shù)傳電臺(tái)之間不需中繼站的互聯(lián)網(wǎng)式通信。

3 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
在無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)各單元中，核心單元為處理器單元及射頻單元。處理器單元決定節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理能力，路由算法的運(yùn)行速度以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)形式的復(fù)雜程度，因此不同處理器的選用也在一定程度上影響了節(jié)點(diǎn)的整體能耗和節(jié)點(diǎn)的工作壽命。射頻單元的選擇直接影響無(wú)線通信使用的頻段、節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信的收發(fā)速率以及節(jié)點(diǎn)的通信距離等。
本系統(tǒng)選用目前較為廣泛的JENNIC公司的JN5139作為主控芯片，以此設(shè)計(jì)出網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)。
JN5139是低功耗低成本適合于IEEE 802．15．4和ZigBee應(yīng)用的無(wú)線微控制器。在單芯片內(nèi)集成了用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)器和微控制器；成本敏感的ROM／RAM架構(gòu)，滿足了批量應(yīng)用的需要；元件數(shù)量少和成本低，從而實(shí)現(xiàn)了低系統(tǒng)BOM；硬件MAC可以保證實(shí)現(xiàn)低功耗和低處理器開(kāi)銷；大量用戶外設(shè)；與JN5121引腳兼容，從而輕松實(shí)現(xiàn)了移植。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。