基于rfid技术的水泵集群监测系统模型的构建

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1、基于RFID技术的水泵集群监测系统模型的构建0引言水泵在生活中的应用越来越广泛，除了农业灌溉，工业取水等用途，像消防水泵房，高建筑居民水泵房也无处不在，这就导致水泵的修理与维护问题越来越突显的重要。水泵测试的方法已经有很多，包括使用仪器进行参数测量，使用虚拟仪器对其进行测试。但是往往实施起来比较麻烦，成本较大。很多问题如果能及早的发现，那么维修起来会比较方便，成本与代价也较低。这就要求能够对水泵的运行状态进行实时的不断的监测，但水泵房一般不具备接入互联X条件，无法实现远程测控功能，解决这一问题对于水

2、泵的安全生产具有现实意义。本文实现了水泵集群监测管理系统。除了对水泵状态进行实时监控，包括监测电流，电压，水位，问题等信息，还对水泵设计了安全保护，采用RFID技术来设计其保护板，并采用以太X传输到管理平台，实现了水泵集群的远程监控与管理系统。本系统主要分为以下几个部分：（1）硬件设计主要包括水泵RFID保护板硬件设计和RFID阅读器硬件设计两个部分。（2）RFPMS系统嵌入式软件包括水泵保护板程序和RFID阅读器程序，在设计时将软件划分为硬件模块驱动、RF通信协议、应用逻辑控制几个部分，力求设计逻

3、辑清晰、功能完善。（3）RFPMS系统应用软件分为三大部分，侦听软件、数据库以及监测软件。1相关工作水泵测试发展：泵测试技术的研究与发展对于水泵基础理论的研究和发展、水泵性能的改进、水泵设计方法的创新等都有着极其重要的作用。尤其实在使用过程中的维护这一过程，测试水泵显得尤为重要。欧、美等发达国家对泵测试技术的研究起步较早，测试系统的产品已比较成熟，对于特殊泵的研制、泵的特性测试等方面国外技术更加成熟。1961年，英国国立工程实验室（NEL）就建立了自己的水力试验台，该试验台适用于水泵和模型水轮机（最

4、大直径500）的性能试验。最近，西德KSB公司和瑞士苏尔康公司水泵试验台均采用了计算机自动化测试系统，例如英国CussonsTechnology公司生产的P6250齿轮泵、轴流泵、离心泵和活塞泵测试平台等。但这类水泵测试装置仍存在如数据处理功能薄弱、缺少嵌入式数据处理分析系统、效率不高等缺陷。国内传统的测试方法采用各种仪器来测试各参数手段落后、测试仪表众多、测试精度差、劳动强度高、测试效率低等缺，成本较大。也有采用虚拟仪器来测试水泵，基于虚拟仪器技术的水泵性能检测专家系统，实现对各种信号的实时采集、

5、分析和处理，运用虚拟PID控制器实现了流量自动控制，利用LabVieDependentDriver）和硬件无关层MDD（ModelDeviceDriver）。PDD层是和硬件平台相关的代码，根据具体硬件模块的功能和特点，实现基本的驱动功能。MDD层实现的是和平台无关的功能，具有可复用特性，MDD层主要负责逻辑处理这一部分，硬件功能则通过调用PDD层中的功能函数实现。应本章将水泵管理系统嵌入式软件分为三个部分：硬件模块驱动、RF通信协议、应用逻辑控制。其中硬件模块驱动属于PDD层，为上层提供硬件模块的

6、基础功能。RF通信协议和应用逻辑属于MDD层，负责实现软件控制逻辑和通信协议接口。图3为水泵管理系统嵌入式软件分层框架。图3水泵管理系统嵌入式软件分层框架3.2驱动程序设计硬件模块驱动属于嵌入式软件结构中的PDD层，任务是根据具体硬件模块功能，编写驱动软件，为MDD层提供功能函数调用接口。硬件模块驱动部分包括RF模块驱动，低频唤醒模块模块，水泵保护模块驱动，数据存储模块驱动，实时时钟模块驱动和X络模块驱动等。3.3保护板-阅读器通信协议设计及实现水泵RFID保护板将水泵运行过程中产生的各种事件信息（

7、例如温度，过流大小，水压大小等等信息）以固定的帧格式保存至EEPROM数据芯片，为水泵的管理与故障诊断提供依据。除事件记录之外，EEPROM数据芯片中也存储有当前水泵的序列号、水泵工作时间、水泵使用时间等等信息。EEPROM中存储的信息数据可为水泵故障诊断和生命周期管理，安全防盗提供重要的判断依据。EEPROM中存储的事件记录帧结构包括一个字节的编号，八个字节的时间信息，一个字节的事件类型，以及事件发生时的电压（mV）、电流（mA）、电量（mAH）数据，最后是一个校验字节。保护板-阅读器采用如表1所

8、示的命令帧结构，主要包括通信地址、操作命令以及数据等部分。在通信过程中，双方将检测协议栈中目的地址是否与自身匹配，如果不匹配则作丢弃处理。帧检验采用逐字节异或校验方式来确保数据正确性。表2列出了协议支持的操作命令。表1阅读器保护板协议帧格式注：B代表字节（Byte）表2协议命令类型及说明4RFPMS系统应用软件设计将RFPMS系统应用软件分为三大部分，侦听软件、数据库以及监测软件。数据交换软件和监控软件这两部分通过数据库进行通信，侦听软件部分负责服务器与阅读器之间的通