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自己动手设计的工业用无线传感器网络

时间:05-26 来源:电子产品世界 点击:

10年

5年

5年

芯片大量采购价格

每片4美元

每片3美元

每套7美元

软件开发平台

IAR EWARM

IAR EW8051

IAR EW430

硬件开发系统

ARMRF-MC13224PK

C51RF-CC2530PK

MSPRF-430F5437

在线仿真器

ARM 

WXL-CC2530

TI  430

网络测试工具

网络分析仪

网络分析仪

网络分析仪

采用上述方案,在保证系统可靠性的前提下,最大的特点是经济和方便,因为无线单片机芯片价格很低,甚至已经低于许多类型普通单片机,设计者可以放手进行设计和调试,不必担心芯片损坏等;另外目前国内嵌入式设计的知识已经相当普及,设计工业用无线传感器网络网关,路由器,节点和设计我们熟悉的普通单片机系统,核心技术没有什么不同,而且,的IAR编译,调试系统是目前世界是最强大的商业化嵌入式C语言软件设计工具,配合成都无线龙通讯提供的无线单片机开发平台,样板工程设计,JTAG在线仿真器,你可以精确的将故障定位到每一行指令,将无线组网和通讯,实现慢动作式的重放,并随时捕获空中无线数据包装;整个无线通讯软件硬件设计的的过程,在这些高级调试开发工具的帮助下,完全透明化,可控制化,使你像开发你的其它单片机系统一样,快捷容易的完成设计任务;

三、ZIGBEE pro 符合工业无线网络设计要求

与面向家庭的无线网络技术(ZIGBEE2004到ZIGBEE2006属于这类面向家庭的技术)不同,面向工业自动化应用的无线网络技术需要满足以下五个方面需求,

■ 高可靠性:大部分的工业控制应用要求数据的可靠传输率要超过95%。为了实现在工业现场使用无线通信来实现高可靠传输面临以下挑战,ZIGBEE pro协议栈采用2.4 GHz物理层都基于DSSS(Direct Sequence SpreadSpectrum,直接序列扩频)技术(包括数据的调制,激活和休眠射频收发器,信道能量检测,信道接收数据包的链路质量指示,空闲信道评估,收发数据等)具有很强抗干扰能力,而且MAC层和应用层(APS部分)有应答重传功能,另外MAC层的CSMA机制使节点发送之前先监听信道,也可以起到避开干扰的作用;网络层采用了网状网的组网方式,从源节点到达目的节点可以有多条路径,路径的冗余加强了网络的健壮性,如果原先的路径出现了问题,比如受到干扰,或者其中一个中间节点出现故障, ZIGBEEPRO可以进行路由修复,另选一条合适的路径来保持通信。同时,ZIGBEEPRO最新增加的频率捷变(frequency agility),也大大加强其作为工业网络使用的可靠性,ZigBee pro网络受到外界干扰,比如各种工业现场的无线干扰,无法正常工作时,整个ZIGBEE PRO网络可以自动动态的切换到全部16个频道的一个干净工作信道上(实现FHSS跳频功能)。和其它目前采用DSSS+FHSS的工业无线网络协议比较,ZIGBEEPRO可靠性和抗干扰性更胜一筹;采用表一的无线单片机,都可以支持ZIGBEEPRO的无线网络协议栈;

■ 严格实时性:对于工业闭环控制应用,数据传输延迟应低于1.5倍的传感器采样时间。ZIGBEEPRO网络针对工业通信对时延敏感的应用做了优化,通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为毫秒级别,休眠激活时延典型值是15ms,活动设备信道接入时延为15ms,加上ZIGBEEPRO新的路由算法,大大提高了网络路由效率;在通过多跳接力的方式进行传输的延迟大幅度降低,完全能够保证端到端通信实时性。

■ 低能耗:用于对工业全流程进行泛在感

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