2023年11月29日发(作者：)

２０１ ３年第３５期

（总第２７８期） 咿熬南煮ｆ｝热誊 （ＣｕｍｕＩａｔｉＮＯ．３５．２０１ ３

ＶｅｔｙＮＯ．２７８）

远程抄表式煤气压力记录仪的设计与实现

郑国金 宁超群

（１．国网四川省电力公司宜宾供电公司安全监察质量部，四川宜宾６４４０００；

２．湖北纳福自动化设备有限公司，湖北武汉４３００００）

摘要：文章提出了一种新型的、以远距离和近距离相结合的方式来检测煤气的压力。当距离检测地点比较远

的时候，我们采用ＧＳＭ模块来实现压力数据的传输；当距离比较近的时候，我们就采用ＺＩＧＢＥＥ模块来进行数据

的采集。

关键词：无线抄表；ＴＣ３５ｉ；ＣＣ２５ ３０；ＭＳＰ４ ３０Ｆ１４９

中图分类号：ＴＰ２７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ００９—２ ３７４（２０１ ３）３５－００３５－０２

随着我国城镇化进程的加剧，煤气、天然气成为了城

由于天然气中转和采集的现场不是在一个恒温的环

市居民生活的主要燃料来源。煤气、天然气属于易燃、易

境下，现场的温度是随着当地的环境以及地理位置决定

爆的气体，稍有不慎，就会造成大范围的气体泄漏，从而

的，一旦当地的温度发生了巨大的改变，也不能够影响到

对民众生命造成危险，所以对煤气、天然气的压力检测就 系统采集煤气管道的压力值，所以本系统的赖温范围必须

显得尤为重要。国内外对于天然气管道压力检测设备的研

要宽泛一些。当温度变化过大的时候，仍然能够采集到精

究起步都不同，截止到目前在国外的文献上还查不到太多

确的压力值。而对于天然气中转站，频繁地进入工作室，

关于电子式压力检测设备的资料，大多还是采用机械式的 就有可能造成明火的带入，从而引起安全事故，所以系统

压力监测设备。所以，目前迫切地需要一种新型的煤气压 必须要能够保证待机的时间长一些，从而减少现场工人

力检测方式来代替传统的人工抄表方式。本设计采用了 进出天然气中转站的次数。所以本系统的待机功耗也是

Ｔｃ３５ｉ和ｃｃ２５３０分别作为无线数据传输的芯片来搭建无线数

一

个很重要的技术指标，当现场操作时间减少以后，既

据传输模块。而考虑到低功耗，在处理器部分我们选择了

减少了安全事故发生的概率，也节约了人力、物力和财

ＭＳＰ４３０ＦＩ４９这一款应用成熟的低功耗处理器。以这三款芯

力，因而必须要使系统的待机功耗降低。根据现场实际情

片为核心搭建了硬件平台。对于数据分析的上位机软件， 况，对本系统提出了如下技术指标： （１）工作温度适应范

我们采用了开发周期短的ＤＥＬＰＨＩ开发平台，以便更好地来 围一４５℃～＋６Ｏ℃；（２）系统工作时间１年左右； （３）测量

分析所采集到的数据。 精确度０．Ｏ５％； （４）测量范围Ｏ～０．９Ｍｐａ； （５）保护等级

ｌ系统功能及技术指标

ＩＰ６５。

由于是基于传统式压力记录仪，所以新型的远程压力

２系统硬件设计

记录仪也要具有传统压力记录仪的特点，那就是传统式压

系统硬件由处理器部分和外围的模块所组成，各个模

力仪器的外型和功能，外型方面就是小巧，能够深入到管

块负责实现相应的功能，而处理器则负责向各个模块发送

道内部，功能就是可以实时地读取到当前管道的压力值。

命令，来协调各个模块来完成系统的工作。图１为系统整体

然后既然是新型的，所以还需要增加新的功能进来。系统

硬件框图。

需具有以下主要功能： （１）实时的采样当前管道的压力

２．１处理器外围电路设计

值； （２）将采集到的管道压力值保存在存储器里； （３）

本设计选用的处理器是ＭＳＰ４３９Ｆ１４９，对于它的应用已

当管道内的气体压力值异常时，实时地发送告警命令；

经比较成熟了。当不需要采样的时候，可以让它进入低功

（４）不需要工人去现场就能够获取现场的压力值； （５） 耗模式，这样对于系统电源的消耗就大大减少了。在应用

可以通过非接触的方式来调整系统参数。

时，只需要一个晶振和几个电容电阻就可以搭建成一个最

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小系统，根据系统的要求，适当添加一些外设接口。

图１系统整体硬件框图

２．２ ｚｌＧＢＥＥ模块外围电路设计

由于ＺＩＧＢＥＥＴ．作频段在２．４Ｇ的高频段，所以对于电路

信号线的走线非常重要，线路的走法会很大地影响到无

线ＺＩＧＢＥＥ模块外围电路设计数据的发送。所以为了缩短开

图３现场采集部分软件设计流程图

现场采集部分软件设计流程图如图３所示。０

发周期，我们选择了模块来进行设计，该模块对外提供了

１０，这样我们只需要像控制芯片一样来控制该模块就可以

进行短距离的无线数据收发了。本文选用ＦＢ２５３０ＲＦ模块作

为ＺＩＧＢＥＥ模块。

参考文献

［１］连瑞红．基于ｚｉｇＢｅｅ的远程抄表系统设计［Ｊ］．福建电

力，２００７，２７（１）：２５—２７．

２．３ ＧＳＭ模块外围电路设计

根据系统低功耗的要求，选择了德国西门子的ＴＣ３５ｉ模

块来实现远距离的无线数据交换，在控制方式上我们可以

通过串口通讯来控制它工作。

［２】吴在军，王峥，胡敏强．集中抄表装置及其通信系统

的研究［Ｊ］．电网技术，２００２，２６（２）：４４—４８．

［３］马永强，李静，冯立营．基￣ＺｉｇＢｅｅ技术的射频芯片

ＣＣ２４３０［Ｊ］．新器件新技术，２００６，（３）：４５—４７．

３系统整体软件设计

由于系统硬件上分为控制部分和现场采集部分，所以

【４】任少华．基于ｚｉｇＢｅｅ的远程抄表系统收发功能模块的

研制［Ｄ］．四川大学，２００６．

［５］朱向庆，王建明．ＺｉｇＢｅｅ协议网络层的研究与实现

［Ｊ］．电子技术应用，２００６，（１）：１２９—１３２．

在软件设计上也分为控制模块的软件设计和现场采集部分

的软件设计，控制模块软件设计流程如图２所示：

［６］张恺，乐恺，和丽．ＧＳＭ在自动抄表系统中的应用

［Ｊ】．应用科技，２００２，２９（１）：２３—２５．

［７］孙晨．对ＧＰＲＳ在电力系统的应用【Ｊ］．电力系统通

信，２００３，（１１）：３８—４１．

【８］胡广，王芙蓉．ＧＰＲＳ．＿Ｅ网的工作方式及其参数介绍

［Ｊ］．广东通信技术，２０００，２０（１２）：１４．１８．

作者简介：郑国金，国网四川省电力公司宜宾供电公

司安全监察质量部．Ｙ－程师，研究方向：电力安全监督管

理；宁超群，湖南人，湖北纳福自动化设备有限公司电气

工程师，研究方向：智能电气控制。

图２控制模块软件设计流程图

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