[实用新型]基于zigbee无线通信的管道位移检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于zigbee无线通信的管道位移检测系统，属于测绘技术领域。

背景技术

随着我国钢铁工业的快速发展，稳定的铁精矿供给已成为制约该行业发展的瓶颈。国外的铁矿石价格日益增长，国内发现的大储量铁矿山多处于交通不便、地形复杂的边远山区，且许多矿山地处国家自然保护区。铁精矿水力管道输送成功实现了高效率、低成本、无污染地将年产数百万吨铁矿石运输到钢铁厂。

铁精矿矿浆管道大多铺设在山势陡峭、人烟稀少、施工难度极大的山区，施工过程中有的还需要翻山越岭。在云南东川有一条国内首个采用自流跌落的方式，全长十公里的铁精矿矿浆管道，具有低能耗，零排放，零污染、环保生态的特点。管道输送多在交通比较困难的山区使用，对管道维护采用传统的巡检方式更显得十分不便。如何保证矿浆输送管线在地质复杂的情况下安全、平稳、环保地运行，成为了研究的主要问题。为确保其运行期间的安全可靠，必须采取相应安全防护措施。如：电气保护、机械保护、泄放保护、水击的预先保护控制、附加系统的控制保护等。

特别是在管道地基发生变化等会导致管道位移，管道的位移累积对管道危害特别大，可能出现管道断裂等重大灾害。灾害一旦发生对管线输送产能破坏极大，对周边环境污染也严重。必须增加采用可靠的仪表和电气设备组成独立系统对管道线位移检查。

因检测位移的传统传感器测量位移都需要一定的基准来比较数据，而在山区基准固定困难，再加上山体上的基准有可能和管道一同变化，位移量不易准确获得。需选用先进的传感器和测量方法获得位移量。管道线地处山区，地形复杂、交通不便、电力难供应、信息传递困难等，位移信息获取后的通信问题也成为核心问题。

实用新型内容

为确保管道线安全稳定的运行，为了解决复杂地形下的矿浆输送管道线位移引起的安全问题，本实用新型提出了一种基于zigbee无线通信的管道位移检测系统，可以有效预测复杂地形下的矿浆输送管道线位移，可保障管道运输的运行、减少因管道地基位移导致的损失，同时结构简单，工作稳定。

本实用新型采用了以下方案：系统包括管道1、采集节点2、协调节点3、锂电池4和PC机5；采集节点2安装在管道1接口处,采集节点2由锂电池4提供电源，协调节点3安装在中控室屋顶，PC机5固定在中控室中，采集节点2包括管道位移传感器6、信息处理模块7和信息发送模块8；管道位移传感器6把采集的管道位移信息送入信息处理模块7中，信息处理模块7对管道位移信息处理以后经过信息发送模块8进行传输，协调节点3包括信息接收模块9和处理芯片10，采集节点2采集的位移信息传送到协调节点3，再由协调节点3通过RS232串口传送到PC机5中。

所述的采集节点2为多个，相邻的采集节点2彼此间隔200米。

所述的管道位移传感器6采用ADI公司的MEMS三轴加速度传感器ADXL345，设定13位模式，测量范围正负16g，输出数字量加速度值经过二次积分计算获得位移量；信息处理模块7采用CC2530芯片；信息发送模块8采用无线通信传输，采用基于zigbee协议的芯片CC2530发射转发和接收数据；信息发送模块8射频部分加装有功率放大器11和低噪声放大器12。

本实用新型的有益效果在于：本系统将MEMS加速度计和无线通信结合起来，具有体积小、集成度高、接口电路简单、应用成本低；利用zigbee无线通信协议组成线型网络，节点之间可以实现级联和多跳传输位移信息，具有一定的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的固定示意图；

图2为本实用新型的连接示意图；

图3为本实用新型的采集节点的信息发送模块示意图；

图4为本实用新型的采集节点程序流程图。

图中：1-管道、2-采集节点、3-协调节点、4-锂电池、5-PC机、6-道位移传感器、7-信息处理模块、8-信息发送模块、9-信息接收模块、10-处理芯片、11-功率放大器、12-低噪声放大器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，以方便技术人员理解。

如图1所示：系统包括管道1、采集节点2、协调节点3、锂电池4和PC机5；采集节点2安装在管道1接口处，协调节点3安装在中控室屋顶，PC机5固定在中控室中。

其中，管道地处海拔三千米山区，不易铺设有线电线，采集节点2选用两节锂电池串联供电模块。