工業用無線傳感器網絡設計
無線傳感器網絡技術進入工業自動化和工業測控領域,大多數工業儀表和自動化產品都將很快嵌入無線傳輸功能,完成從有線到無線過渡。
圖1是一個典型的工業用無線傳感器網絡示意圖,核心部分是低功耗的傳感器節點(可以使用電池長期供電、太陽能電池供電,或風能、機械振動發電等),網絡路由器 (具有網狀網絡路由功能)和無線網關(將信息傳輸到工業以太網和控制中心,或者傳輸通過互聯網聯網)。
圖1 典型的工業用無線傳感器網絡
由于市場巨大,許多在工業自動化領域的老牌勁旅,如GE、Honeywell等,都推出了各種工業無線傳感器網絡產品和系統,國內也有不少研究機構和大型公司在進行相關研究,但是,涉及無線傳感器網絡的技術都是高度保密的東西,我們這些普通的工程師們,很難了解其中的細節和有機會參與任何設計工作。
那么我們作為從事自動化和工業控制的普通工程師們,能否有機會自己動手,來設計適合自己應用需要的工業用無線傳感器網絡產品?來開發我們自己需要的無線工業自動化項目?
無線SoC技術的發展,將使我們的夢想,將變為現實,目前應該是一個明顯的轉折點和交匯點。
回答的肯定的:我們完全可能自己動手,設計適合自己應用特點的工業用無線傳感器網絡。
二、選擇合適的微控制器和開發平臺
工業環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、金屬管道等對信號的反射、散射造成的多徑效應,以及馬達、器械運轉時產生的電磁噪聲,都會干擾無線信號的正確接收,同時,工業環境強烈的電磁干擾,也對使用在工業無線傳感器網絡的核心微處理器提出了新的挑戰。我們自己動手設計在這樣環境中運行的工業網絡系統,首先需要選擇合適的微處理器和高頻電路。
圖2是一個典型的工業無線傳感器網絡節點硬件結構示意圖。
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