自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的工業(yè)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的出現(xiàn) 引起了全世界范圍的廣泛關(guān)注,被稱為二十一世紀(jì)最具影響的技術(shù)之一;改變世界的10大新技術(shù)之一;全球未來(lái)的四大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)很快也將進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化 和工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域,大多數(shù)工業(yè)儀表和自動(dòng)化產(chǎn)品都將很快嵌入無(wú)線傳輸功能,完成從有線到無(wú)線過(guò)渡;
圖一是一個(gè)典型的工業(yè)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 示意圖,核心部分是低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)(可以使用電池長(zhǎng)期供電、太陽(yáng)能電池供電,或風(fēng)能、機(jī)械振動(dòng)發(fā)電等),網(wǎng)絡(luò)路由器 (具有網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)路由功能)和無(wú)線網(wǎng)關(guān)(將信息傳輸?shù)焦I(yè)以太網(wǎng)和控制中心,或者傳輸通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng));
圖一, 典型的工業(yè)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
由于市場(chǎng)巨大,許多在工業(yè)自動(dòng)化 領(lǐng)域的老牌勁旅,如GE、Honeywell等,都推出了各種工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 產(chǎn)品和系統(tǒng),國(guó)內(nèi)也有不少研究機(jī)構(gòu)和大型公司在進(jìn)行相關(guān)研究,但是,涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的技術(shù)都是高度保密的東西,我們這些普通的工程師們,很難了解其中的細(xì)節(jié)和有機(jī)會(huì)參與任何設(shè)計(jì)工作;
那么, 我們作為從事自動(dòng)化和工業(yè)控制的普通工程師們,能否有機(jī)會(huì)自己動(dòng)手,來(lái)設(shè)計(jì)適合自己應(yīng)用需要的工業(yè)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 產(chǎn)品?來(lái)開(kāi)發(fā)我們自己需要的無(wú)線工業(yè)自動(dòng)化 項(xiàng)目?
無(wú)線SoC技術(shù)的發(fā)展,將使我們的夢(mèng)想,將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),目前應(yīng)該是一個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和交匯點(diǎn)。
回答的肯定的：我們完全可能自己動(dòng)手,設(shè)計(jì)適合自己應(yīng)用特點(diǎn)的工業(yè)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) ;
二、選擇合適的微控制器和開(kāi)發(fā)平臺(tái)
工業(yè)環(huán)境中的射頻通信條件較為惡劣,廠房中遍布的各種大型器械、金屬管道等對(duì)信號(hào)的反射、散射造成的多徑效應(yīng),以及馬達(dá)、器械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電磁噪聲,都會(huì)干擾無(wú)線信號(hào)的正確接收,同時(shí),工業(yè)環(huán)境強(qiáng)烈的電磁干擾,也對(duì)使用在工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的核心微處理器提出了新的挑戰(zhàn)。我們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)在這樣環(huán)境中運(yùn)行的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),首先需要選擇合適的微處理器和高頻電路;
圖二是一個(gè)典型的工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)示意圖
圖二 工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)示意圖
目前TI公司和FREESCALE公司推出的3套最新無(wú)線單片機(jī)解決方案：MC13224, CC2530,MSP430F5437+CC2520, 都是很好的SoC 微控制器解決方案,(見(jiàn)表一) 這些方案的特點(diǎn)是,高度集成化設(shè)計(jì),微處理器和無(wú)線收發(fā)部分在同一芯片內(nèi)部,需要電路板面積小于2平方厘米,外圍只小于很少零件,就有很強(qiáng)抗干擾能力。工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的網(wǎng)關(guān),路由器和傳感器節(jié)點(diǎn),都可以使用同一微處理器來(lái)設(shè)計(jì);
主要參數(shù)
MC13224
無(wú)線單片機(jī)
CC2530
無(wú)線單片機(jī)
CC2520
+MSP430F5437
MCU結(jié)構(gòu)
單芯片,ARM7 內(nèi)核 , 32 位 MCU
