管道地面定位盒无线唤醒与休眠单元设计大学论文

管道地面定位盒无线唤醒与休眠单元设计Design of Wireless Awake and Dormancy System to The Pipeline Ground Positioning Box 学 院：信息科学与工程学院专 业 班 级：测控技术与仪器 1004 班学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： （教授）2025 年 06 月密 级 ： 公开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，估计 2025 年油气管道总里程将达到 10 万公里。如此长的距离必定需要定期对管道进行检测，以保证油气管道能正常的运输工作。管道检测过程中，管道距离比较长，检测装置的功耗能力直接影响到检测任务是否能够顺利完成。设计一款用于油气管道检测装置的低功耗无线网络节点，对保障管道检测顺利进行，提高检测装置寿命具有重要的现实意义。根据实际情况及设计要求，本次设计主要内容为远距离无线唤醒与休眠单元系统。本文以系统低功耗、远距离传输为设计的主要参考指标，设计出了能够实现远距离无线唤醒的网络节点。本文以超低功耗单片机 MSP430 和远距离无线收发芯片 SI4432 为基础，通过对射频及无线基础知识、射频电路匹配以及对网络节点的硬件电路如 BALUN、滤波器电路、射频前端功率放大电路，3.3V 稳压电路等电路理论的深化分析和讨论，利用 Altium Designer Summer 09 电路设计软件、Advanced Design System 2025 先进设计系统仿真软件等辅助设计工具，设计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。并对滤波电路、BALUN 及 LNA 电路进行了电路仿真。实现了无线网络节点与 PC 机间的串口通讯，能实时显示 MCU 和无线收发芯片所处状态。电路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。关键词：管道检测；低功耗；无线唤醒；MSP430；SI4432AbstractWith the increasing demand for energy in recent years, oil and gas, oil and gas pipeline construction in China also continue to accelerate in 2025 oil and gas pipelines total mileage will reach 100,000 km. Necessarily require such a long distance pipeline regularly tested to ensure the transport of oil and gas pipelines normal work. Pipeline inspection process, long distance pipelines, ...