基于GPRS和ZigBee的远程油阀控制系统

摘要：构建了基于GPRS网络和ZigBee无线通信技术的远程油阀控制系统。该系统的中央监控计算机根据流量调节要求，发送控制命令给Zig Bee网络的终端节点。终端节点控制与油阀相连接的步进电机旋转，从而调节流量阀的流量。结果表明，此控制系统能够及时、精确地控制油阀的流量及开关等。
关键词：远程油阀控制系统；GPRS网络；ZigBee；协调器；路由器；步进电机

引言
国外新建的输油管道多为全线集中控制设计，旧的管道系统也在不断朝这个方向改进。我国大部分输油管道都建于20世纪70年代，控制系统与国外的先进技术有一定的差距。为了提高输油效率和改善工人的工作条件，迫切需要寻求一种无线控制的解决方案。
本文提出了一种基于GPRS网络和ZigBee无线通信技术的远程油阀控制系统技术方案。此方案完全满足远程无线油阀控制的迫切需要，促进油阀控制系统自动化的发展，并且该方案可以适用于其他阀的控制，例如天然气阀和暖气阀等。

1 系统总体结构
远程油阀控制系统总体结构如图1所示。远程油阀控制系统由中心控制室、GPRS无线数传模块、ZigBee无线信号收发模块和执行器模块4部分组成。其中，中心控制室由中央监控计算机、运行参数采集系统、显示系统以及报警系统组成；GPRS无线数传模块采用的是Motorola公司生产的G24无线通信模块；ZigBee无线信号收发模块采用的是Chipcon公司生产的CC2430芯片；执行器模块采用的是两相混合式步进电机。

系统通过中央监控计算机发送控制命令包给GPRS网络发送模块，GPRS网络发送模块把命令转发到远程的GPRS网络接收模块，GPRS网络接收模块再把控制命令通过串口发送到ZigBee的协调器上，协调器把各个阀门的控制命令发送到相应的ZigBee路由器模块上。最后，ZigBee的终端模块根据得到的命令发脉冲给步进电机驱动电路，从而控制步进电机的旋转。电机和旋转阀门连接在一起，这样电机的旋转将带动阀门旋转从而控制流量。