中石油管道远距离无线网络节点设计与实现

【摘要】：随着近年来石油天然气能源需求的不断提高,我国油气管道建设也不断提速,预计2015年油气管道总里程将达到10万公里。设计一款用于油气管道数据传输的远距离无线网络节点,克服现有管道运输中,数据采集、管道监控、数据管理以低效率的人工方式进行的局限,保障管道安全运行具有重要的现实意义。 本文以短距离射频单片机CC1110F32为基础,通过对BALUN、滤波器电路、射频前端功率放大电路、低噪声放大电路、电池充电及电源管理电路等电路理论的深入分析和研究,利用ADS射频电路仿真软件、Polar si阻抗计算软件等辅助设计工具,设计并实现了能够适应野外工作环境特点的具有良好功率发射性能和较高接收灵敏度的无线网络节点。经过实际测量,节点的最大峰值发射功率为5.3W；接收灵敏度优于-130dBm；两个节点之间的最大通信距离达到4.1公里；由10个节点组成的9公里长无线通信网络数据丢包率为0.5%。同时,通过输出功率控制实现了节点远距离传输与能量消耗的平衡。无线网络节点电路设计各项指标满足设计要求,节点工作稳定可靠。