关键字 |
| 无线个域网、传感器模块,协调器模块,自动化。 |
介绍 |
| 这些都是连接在一起来实现,监视和控制一个离散的或连续的过程。无论特定的应用程序需求,工业自动化网络由plc可编程序逻辑控制器,与远程传感器收集数据等变量对压力、温度、振动、声音,和压力。当应用程序包括一个控制功能,plc操作数据等执行机构发出命令,编排过程中继电器、马达、螺线管和阀门。传感器输入和控制器输出可用来监控项目。警报时生成过程变量超过预设的水平。工业自动化的安全和隐私是很重要的。可靠性是一个重要因素,需要一些可测量的不同实现。工业有线网络通常会提供每个节点,以及进行网络信号。植物在许多过程,网络也将本质安全,这意味着休息电缆不会导致点燃易燃气体。无线网络肯定有不使用线的优势,从本质上是安全的。 In this paper, new method for controlling the remote sensor nodes is proposed. The real time nature of the system eliminates the delays and effects due to it. This paper is organized into 5 sections. In section I, a brief description of Industrial Automation Environment present situation and problems are introduced and a new method of designing a Wireless industrial automation system for better interactive monitoring is proposed. In section II, The Zigbee Technologies are introduced, In section III, Arm Microcontroller was described in detail. In section IV, the Coordinator Module and the Sensor Node module are discussed. In section V, the results of various operations are provided and in section V, the advantages of using the Zigbee WSN in Industrial Automation have been discussed. |
无线个域网TECHNILOGY |
| Zig-Bee技术是一种低数据率、低功耗、低成本;无线网络协议针对自动化和远程控制的应用程序。内部IEEE 802.15.4委员会开始工作在低数据率提供服务标准的几分钟前。Zig-Bee预计将提供低成本和低功耗的连接设备,需要电池寿命,只要几个月几年但不要求数据传输速率高达那些通过蓝牙。此外,Zig-Bee可以实现在网状网络比是可能的 |
| 蓝牙。Zig-Bee工作在三个自由频率部分,他们是国际2.4 ghz印花布868 mhz在欧洲和美国的915 mhz。 |
| 设备在Zig-Bee网络可以分为两种类型;他们FFD(全功能设备)和RFD(减少运行设备)。充分发挥设备可以使用一个路由器,中继器或协调员。FFD可以与RFD FFD。RFD只作为一个终端网络节点。RFD不能直接沟通与另一个RFD因为它没有路由和重复功能。FFD的硬件和RFD是相同的。但网络层的FFD和RFD是不同的。Zig-Bee网络支持三种网络拓扑结构;网状网络,星形网络和集群网络。 The star network is made up of a coordinator node and multi terminal network nodes. The coordinator node is used to organize network and routing information. Terminal network nodes communicate with each other through coordinator node. The cluster network is multi star network organized by a coordinator. Terminal network nodes not only communicate with coordinator node but also with every FFD node. FFD node processing routing function cannot directly communicate with each other, they can only communicate with each other via the coordinator node. The mesh network is a high reliability Ad Hoc network. The FFD nodes possessing routing function in a mesh network can communicate with each other directly, which is different from a cluster network. So the network nodes can selforganize into mesh network. Another redundancy routing path can be chosen to realize communication when one communication path goes wrong. So the reliability of communication is advanced and the delay of information transmission is shortened efficiently when mesh network is adopted. |
ARM微控制器 |
| 手臂是一个通用目的的32位微处理器,提供高性能和低功耗。ARM架构基于精简指令集计算机(RISC)原则,和指令集和相关解码机制更简单的微程序复杂指令集计算机(CISC)。这简单的结果在高吞吐量和令人印象深刻的实时中断响应指令从一个小和成本效益的处理器核心。管道技术运用到处理和内存的所有部分,这样系统可以连续操作。通常,当一条指令被执行时,其继任者被解码,第三个指令被从内存中获取。ARM处理器还雇佣了一个独特的建筑策略称为拇指,这使得它适合大容量内存的应用程序限制,或应用程序代码密度是一个问题。拇指背后的关键问题是super-reduced指令集。本质上,ARM处理器有两个指令集:标准的32位ARM集和一个16位的拇指。拇指的16位指令长度允许它接近标准ARM代码密度的两倍,同时保留大部分臂的性能优于传统的16位处理器使用16位寄存器。这是可能的,因为拇指代码运行在相同的32位寄存器设置为ARM代码。拇指代码能够提供高达65%的代码大小的手臂,和160%的的性能等价的ARM处理器连接到一个16位的存储系统。 |
| 快速通用并行I / O (GPIO) |
| 设备别针不是连接到一个特定的外围功能的控制寄存器。针可以动态配置的输入或输出。独立的寄存器允许设置或清除任何数量的同时输出。输出寄存器的值可能会读回,以及当前状态的端口引脚。 |
| •GPIO寄存器是搬迁到最快的手臂局部总线的I / O时间。 |
| •面具寄存器允许治疗组端口位作为一个群体,让其他部分不变。 |
| •所有GPIO字节寻址寄存器。 |
| •所有端口值可以写在一个指令。 |
| 特性 |
| •位设置和清除寄存器允许一个单一的指令集或任意数量的比特在一个港口。 |
| •个人的控制方向。 |
| •独立控制的输出设置和明确的。 |
| •所有I / O默认输入后重置。 |
| ADC |
| ARM微控制器包含两个模拟到数字转换器。这些转换器是单身10位逐次逼近模拟到数字转换器。虽然ADC0有6个频道,ADC1有八个频道。因此,可用ADC输入总数的手臂是14。 |
| 特性 |
| •10位逐次逼近模拟到数字转换器。 |
| •测量范围为0 V VREF (2.0 V≤VREF≤VDDA)。 |
| •每个转换器能够执行超过400000每秒10位样本。 |
| •每一个模拟输入都有专用的结果登记减少中断开销。 |
| •破裂为单个或多个输入转换模式。 |
| •可选的转换过渡上输入密码或定时器信号相匹配。 |
| uart |
| ARM微控制器包含两个uart。除了标准的传输和接收数据,握手UART1还提供了一个完整的现代控制接口。它引入了一个分数uart的波特率发生器,使这些微控制器实现标准波特率等115200与任何水晶频率高于2 MHz。此外,auto-CTS / RTS流控制功能是完全用硬件实现。 |
| 特点: |
| 16字节的接收和传输fifo。 |
| •注册地点符合550年的行业标准。 |
| •接收FIFO触发点1、4、8和14个字节 |
| •内置部分波特率发生器覆盖广泛的波特率不需要外部晶体的特定值。 |
| •传播先进先出控制可以实现软件(发送朴通/发送葡开)uart流控制。 |
| •LPC2144/46/48 UART1配备标准调制解调器接口信号。这个模块还提供了完全支持硬件流控制(auto-CTS / RTS)。 |
无线工业自动化系统 |
| 无线工业自动化系统的体系结构显示在图。该系统由ARM9的协调员。它连接到用户通过TCP / IP网络。该协调器模块负责从传感器节点收集数据和实时监测。Zigbee模块与协调器在服务器端通过RS232与节点控制器电缆和在客户端。Zigbee模块过程中有着重要的作用,从传感器节点收集实时数据和发送和接收数据。传感器节点的节点控制器收集来自不同传感器的数据将数据发送给协调器。它不断监视传感器的值与预定义的阈值和让他们在跟踪的任何偏离预定义的值。它执行不同的控制操作时这些值超过了喜欢它将关闭继电器连接,报警蜂鸣器等。它将显示的典型值在液晶传感器读数。传感器模块,单片机初始化和显示器也初始化。 The microcontroller start collecting data after initializing and the data or values was displayed in the LCD display. If the values are exceeded the preset levels the arm controller detects the deviation between the values and it will switch on the Buzzer/Motor which is interfaced to it. |
结论和未来的工作 |
| 在目前的工作,传感器模块成功创建的接口的传感器ARM7控制器。从传感器接收数据或值16 x2液晶显示器上显示并控制相应的设备根据工厂操作根据接收到的数据。在未来,必须开发协调器模块,并将收集到的数据从传感器模块发送到协调器使用Zig-Bee无线传输模块。 |
数据乍一看 |
|
|
|
引用 |
- 研究ZigBee无线传感器网络基于ModBus协议,SciRes,无线传感器网络,2009年,1,1-60。
- 无线个域网联盟,无线个域网规范[Z] http://www。无线个域网。org。
- l·t·曹、w .江和z l .张“网络基于ZigBee技术的无线抄表系统,“控制和DecisionConference,中国,3455 - 3460年,2008页。
- 崔w . k .公园,c . s . j .汉族和汉族,“设计和实现基于ZigBee的URC适用于旧家电,“ConsumerElectronics, ISCE 2007年IEEE国际研讨会,页1 - 6,2007。
- x y . m .周x l .杨郭,m·g·周和l . r . Wang“温室监测与控制系统的设计基于ZigBeewireless传感器网络,“无线通信、网络和移动计算,WiCom 2007年国际会议上,2563 - 2567年,2007页。
|
菜单
