无线压力变送器设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着近年来无线技术与计算机技术的迅速发展，很多大型企业都开始采用先进的自动化管理和生产方式，以降低成本，提高管理水平和经济效益，使自己能更具有市场竞争力。国内外工业生产开始采用无线通讯模块进行数据传输，油田等工业场所开始使用无线传感器检测生产过程。无线传感器网络的研究和使用最早可以追溯到冷战时期，由于军用监视系统对传感器网络感兴趣，人们开始对传感器网络在通信和计算机的权衡方面以及在普适环境中的应用展开了研究，美国的几所大学在自然科学基金委员会的推动下展开了无线传感器网络技术的研究，然后其它国家也效仿美国均展开对无线传感器网络技术领域和理论的研究，使无线传感器网络技术得到快速发展^[1]-[2]。

在国外，无线传感器网络的在工业场所的应用已经非常普遍。国外油田的自动化已经有几十年历史了，其石油大公司都非常注重油田自动化监控系统的研发和应用，在20世纪80年代就达到了分布式监测阶段，其自动化程度已经达到了很高的水平。目前国外油田已经建立了从原油开采、存储、加工到销售进行全面监控的自动化监控系统，将自动化系统提升到了现代管理的高度。如:英国石油公司建立的自动化监控系统可根据监测到的地质情况来自动控制油井的产量，保证地层原油的开采达到最大采收率。美国德克萨斯州丹佛油田利用自动化监控系统，将原油产量的偏差值从 5%降到 2%以下，大大提高了数据采集精度^[3]。美国 lufkin 公司推出的 prc 油井自动控制系统功能齐全，完全能够满足全方位测控油田抽油机井的需要。而且，美国油田甚至将原油销售过程中温度影响体积导致的销售差额都考虑和设置到自动化管理系统中，代表了当前世界的最高水平^[4]。

在国内，传感器网络已经普及到多个领域中，2004 年 9 月对已经研发出的各种无线传感器产品进行了现场演示，之后很多产品已经运用到了工程当中。为了鼓励大家对无线传感器的研究，国家自然科学基金专门为研发提供基金支持，吸引了更多的专家，同时还吸引到一些企业，如中兴等公司也加入到研究无线传感器网络的行列当中^[5]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标

本设计应实现0～50mpa的测量范围，精度应在± 0.5 ％，无线传输范围为0到300米，带显示电池供电，输出无线信号的无线压力变送器。无线压力变送器可设置无线呼叫输出数据、无线定时输出数据、定时显示数据，同时可以现场实时触发更新数据。

本设计需满足精度高、抗干扰、免维护、带三键操作、可现场标定等功能，除此之外，还需实现防震、防潮、防热、防有害气体的功能。其寿命应在1到2年之间。通过调查现阶段工业现场的需求，分析压力变送器普遍存在的问题，设计一款更加适用于石油开采等工业现场的无线压力变送器是本设计的主要目标。

3. 研究计划与安排

(1)弄清楚扩散硅压力传感器芯体基本原理，模/数转换及整机工作原理，撰写开题报告，了解课题的主要难点（3月13日）；

(2)变送器的性能评估，画出整机原理框图，论述测试系统工作原理(3月20日)；

(3)测试系统软件编程、调试（4月17日）；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 余成波,李洪兵,陶红艳.无线传感器网络使用教程.北京:清华大学出社,2012.

[2]wang, kai, liu, yulin, wan, qun, jing, xiaojun. compressed sensing of wireless sensor networks data with missed measurements [j]. chinese journal of electronics, 2015, (2): 388-392

[3] 刘先刚,姜建胜,顾文滨.油井远程监控系统的应用及展望[j].小型油气藏, 2004,(01):58-70.