[化学水超滤系统中Zigbee无线网关设计研究]超滤的化学清洗方法

　　摘要：本文以火电厂化学水超滤系统的应用为研究对象，着眼于无线传感器网络与工业有效网络的可靠性互联，首先针对化学水超滤系统中Zigbee无线网络的基本结构形式进行了简要分析，在此基础之上从硬件系统设计（Zigbee接口设计以及外接电路设计）以及软件设计（协调器软件设计、C8051F软件设计以及外接电路软件设计）工作要点进行了详细分析与研究，旨在于为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
　　关键词：化学水超滤系统 Zigbee无线网关 硬件 软件 系统 设计 分析
　　1 化学水超滤系统中Zigbee无线网关基本结构分析
　　本文所研究的化学水超滤系统无线网关最为显著的应用优势在于其实现了对Zigbee协议以及Profibus现场总线之间的可靠性转换。在无线网关的支持作用之下，将整个处理信息的核心集中于芯片部件当中。简单来说，在整个化学水超滤系统的正常运行过程当中，以气动隔膜阀部件为代表的各类型现场设备运行状态以Zigbee终端节点为载体构建成了一个完整的无线传感器网络系统，确保设备运行状态下的相关运行信息数据借助于上述无线传感器网络系统可靠性传递至Zigbee协调器装置当中。按照此种方式，在Zigbee协调器装置的处理功能运行基础之上，C8051F核心反应模块能够借助于UART部件的方式实现对以上数据信息的有效接收。与此同时，中央处理器装置在接收到上述信息之后能够及时转入对数据的储存处理状态。按照此种方式来说，一旦该C8051F核心反应模块接收到来自于PLC控制器装置所发出的周期读取指令信息，这部分信息能够经由左线通道，输送至Profibus现场总线当中，从而通过对Profibus现场总线的有效应用，将这部分指令驱动下的信息数据传递至PLC控制器装置内部。以上动作过程的实施即为建立在化学水超滤系统支持下，有关Zigbee无线网关面向Profibus现场总线进行数据转换的基本工作流程。
　　2 化学水超滤系统中Zigbee无线网关硬件系统设计要点分析
　　在整个化学水超滤系统Zigbee无线网关系统结构的运行过程当中，不难发现：Profibus现场总线所对应的信号流向可以说是整个硬件系统设计过程中的重点工作内容。特别是在Zigbee无线网关信息面向Profibus现场总线进行信息传递与转换的过程当中，Profibus现场总线电路所占据的重要作用是不容小觑的。在有关中央处理器芯片部件的选取过程当中，为最大限度地确保整个Zigbee无线网关应用性能的有效发挥，芯片部件的选取应当充分关注其集成优势的发挥以及对混合信号系统传递有效性的发挥这两个方面（本文选取为SILICON公司所生产的C8051F#型号芯片部件）。按照此种方式，需要明确的是：在整个化学水超滤系统中Zigbee无线网关硬件系统的设计过程当中，需要重点关注Zigbee接口设计以及外接电路设计这两个方面。
　　2.1 化学水超滤系统中Zigbee无线网关硬件系统中Zigbee接口设计分析：对于本文所研究建立在化学水超滤系统基础之上的整个Zigbee无线网关硬件系统而言，在Zigbee协调器装置的配备方面，选取基于CC2430F#型片上系统。其应用优势在于：协调器装置处理过程中处理速度的高效性、低功耗性以及内核处理稳定性这三个方面。应用实践测定数据显示：在正常运行状态下，该协调器装置Tx一侧以及Rx一侧电流指标始终控制在27MA单位范围之内，在待机状态下的工作电流指标表现为0.2uA单位。与此同时，其同样还具备较大容量的闪存处理特性（容量参数可以达到128K单位以上），与之相对应的无线通信接口具备较为显著的高速特性（传输速率可以达到128KBit/s单位以上）。更为关键的一点在于：整个协调器装置在借助于对Zigbee无线网关的应用过程当中，还通过DSSS频谱传输的作业方式具备极为显著的自动调频功能，能够通过发挥防冲突优势以及防碰撞优势，从而通过中央处理器与UART的交互性处理，完成对化学水超滤系统中Zigbee无线网关接口的可靠性设计，按照此种方式能够最大限度地确保整个化学水超滤系统中Zigbee无线网关硬件系统传输可靠性的提升。
　　2.2 化学水超滤系统中Zigbee无线网关硬件系统中VPC3+C外接电路设计分析：在当前技术条件支持下，VPC3+C芯片在应用于Profibus现场总线从站开发的过程当中表现出了极为显著的智能化特征，通过技术条件下对于内部集成化4kB单位双口RAM部件的支持，确保Profibus-Dp下整个传输协议的可靠性实现。从这一角度上来说，在Zigbee无线网关硬件系统的设计过程当中，中央处理器装置能够通过VPC3+C的方式完成对RAM部件地址的统一化分配。换句话来说，此种设计方式相对于在中央处理器装置外部实现了一个独立运行的RAM的扩展，配备双端口部件的稳定运行，确保数据交换功能的可靠性实现。
　　3 化学水超滤系统中Zigbee无线网关软件系统设计要点分析
　　基于以上分析，在化学水超滤系统Zigbee无线网关的软件系统设计过程当中，首先需要通过Zigbee协调器软件设计的方式确保C8015F核心部件所处理信息数据接受的有效性，其次需要完成对中央处理器装置软件设计工作的有效开展。具体而言，应当重点关注以下几个方面的内容。
　　3.1 化学水超滤系统中Zigbee无线网关软件系统Zigbee协调器软件设计分析：从软件设计的角度上来说，协调器装置在进入上电运行之后首先需要完成初始化操作动作。通过网络启动的方式展开对事件的轮询处理。从这一角度上来说，在协调器装置检测到事件发生之后，需要通过函数调用的方式，借助于终端节点处理手段，完成对现场设备运行信息的可靠性处理。特别需要注意的一点：在按照节点数据信息进行储存的基础之上，还需要通过数据信息重组的方式将UART环节所对应的相关信息输送至中央处理器装置当中，借助于此种方式完成与C8015F核心处理模块的交互性处理。 　　3.2 化学水超滤系统中Zigbee无线网关软件系统C8051F核心处理模块软件设计分析：在Zigbee协调器装置的正常运行状态之下，主程序模块自动进入轮询状态，以持续性方式轮询事件是否发生。在转入串口中断服务程序的基础之上，实现对所接受数据帧类型的可靠性判定，并按照所标注数据完成对相关程序数据信息的处理。按照此种方式，具体的操作流程应当为：进入开始命令后，首先进行有关C8051F以及VPC3+C的初始化动作，通过查询中断事件的方式，判定是否存在数据输出（有数据输出则直接将其输送至VPC3+C中），若无数据输出，则应当判定其是否属于报文帧/数据帧/错误帧（按照相应的判定结果将数据传输至处理报文帧/数据帧/错误帧）当中，从而确保处理数据的可靠性与有效性。
　　4 结束语
　　本文研究背景着眼于火电厂化学水超滤系统的实践运行，其上位机装置与控制器装置之间通信方式的实现通过Profibus现场总线的方式予以实现。从这一角度上来说，如何实现Zigbee无线网关所传递阀门无线数据信息与Profibus现场总线运行系统下总线数据信息的可靠性联动，已成为现阶段相关工作人员最为关注的问题之一。总而言之，本文针对有关化学水超滤系统中Zigbee无线网关设计过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
　　参考文献：
　　[1]刘卉，汪懋华，王跃宣等.基于无线传感器网络的农田土壤温湿度监测系统的设计与开发[J].吉林大学学报（工学版），2008，38（3）：604-608.
　　[2]郭文川，程寒杰，李瑞明等.基于无线传感器网络的温室环境信息监测系统[J].农业机械学报，2010，41（7）：181-185.
　　[3]祝晓东，肖四友.利用ZigBee架构温室无线数据采集系统的关键技术研究[J].仪表技术与传感器，2008（11）：50-52.
　　[4]丁飞，宋光明，李建清等.基于ZigBee无线传感器网络的家庭控制系统[J].东南大学学报（英文版），2008，24（4）：420-423.
　　[5]张绪伟，段培永，李连防等.基于ZigBee网络的校园照明控制系统的设计[J].信息技术与信息化，2008（4）：90-91，109.
　　[6]房好帅，李楠，王慧娟等.基于ARM与ZigBee的嵌入式无线传感器网络网关的设计[J].北华航天工业学院学报，2010，20（3）：23-26.

推荐访问:超滤 网关 化学 研究