1.引言
隨著社會的發(fā)展,各個行業(yè)的電算化和自動化程度都越來越高。在工控數(shù)據(jù)采集業(yè),環(huán)境條件惡劣、布線困難已經(jīng)成了一個普遍的問題。而采用無線傳輸技術(shù)當(dāng)然是一個不錯的選擇,有利地解決了這些問題,并且還有高網(wǎng)絡(luò)容量、高實時性、低功耗等優(yōu)點。
2.WiMi-Net無線模塊介紹
(1)WiMi-Net無線模塊工作在433M Hz載波頻率,GFSK調(diào)制方式,穿透力強(qiáng),并且支持硬件CRC,前向糾錯FEC/BEC,數(shù)據(jù)白化等技術(shù),這都為延長無線傳輸距離和穿透厚墻等障礙物做好了準(zhǔn)備。
(2)WiMi-Net無線模塊支持16個無線工作頻點,每個頻帶的無線基站可管理254個子節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展性非常強(qiáng)。子站點可以跨基站無線漫游,自動鎖定信號*的空閑基站,以zui快速度提交業(yè)務(wù)。主站點(基站)可以通過搜索發(fā)現(xiàn)所有的活動節(jié)點,方便無線網(wǎng)絡(luò)的管理和部署,用戶使用非常簡單。
(3)無線模塊工作在38.4K bps無線速率,反應(yīng)速度非??欤悄艿臄?shù)字信號 RSSI/LQI輸出,方便移動用戶對所在地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量的評估。
(4)WiMi-Net無線模塊內(nèi)置WiMi-Net可靠傳輸協(xié)議棧,采用可擴(kuò)展的主從式架構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò),大大減小了用戶的開發(fā)周期,方便用戶組網(wǎng)。
(5)WiMi-Net協(xié)議棧支持多點對一點的傳輸模型,方便組建移動的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);支持一點對多點的廣播傳輸,方便用戶批量廣播數(shù)據(jù)文件。
(6)WiMi-Net無線模塊支持獨立的功率控制管腳DTR/DSR實時休眠喚醒無線模塊,支持電池供電的移動應(yīng)用
(7)靈活的二進(jìn)制流格式主機(jī)接口,二進(jìn)制流接口帶有起始標(biāo)識和CRC6驗證,解碼統(tǒng)一,無需命令模式切換。支持UART/SPI兩種接口。
3. WiMi-Net無線模塊在分布式數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用
分布式數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)構(gòu)成:
(1) 標(biāo)準(zhǔn)配置的Windows電腦或者嵌入式設(shè)備,配置有串口或者以太網(wǎng)接口
(2) 無線通訊基站一臺,用于管理無線網(wǎng)絡(luò)
(3) 電池供電的無線子節(jié)點若干,用于傳輸數(shù)據(jù)
利用WiMi-Net無線模塊在分布式數(shù)據(jù)采集中可以實現(xiàn)如下功能:
(1)無線數(shù)據(jù)采集和傳輸:
和傳統(tǒng)的有線連接不同,無線數(shù)據(jù)采集無需架線,并且WiMi-Net無線模塊硬件穩(wěn)定,可以經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗。分布式數(shù)據(jù)采集*系統(tǒng)在采集完數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線模塊,無線模塊就會將數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送到遠(yuǎn)程的基站,然后基站將數(shù)據(jù)通過串口或者以太網(wǎng)口傳送到PC管理中心。
(2)電力控制:
采用無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)系統(tǒng),一般采用電池供電,除了數(shù)據(jù)采集時刻,其余的端口都是關(guān)閉的,并且無線模塊也處于低功耗模式。
分布式數(shù)據(jù)采集*系統(tǒng)需要無線發(fā)送數(shù)據(jù)時,先設(shè)置串口的DTR為高電平,無線模塊進(jìn)入活動模式,無線模塊完成初始化之后回送一個高電平的DSR信號通知主處理器可以開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸完成之后,主處理器設(shè)置DTR管腳為低電平通知無線模塊進(jìn)入休眠模式,無線模塊在關(guān)閉所有的外設(shè)之后會回送一個低電平的DSR信號表示已進(jìn)入低功耗模式。
(3)數(shù)據(jù)采集的同步功能:
在工業(yè)現(xiàn)場,有的分布式數(shù)據(jù)信號要求同步采集。為了保證同步的準(zhǔn)確性,PC端的主控制中心可以先發(fā)送一個廣播的同步采集指令,無線子站點收到廣播同步指令后,將命令輸出給主處理器,主處器開始數(shù)據(jù)采集。這樣就可以保證數(shù)據(jù)采集的同時性。
(4)高網(wǎng)絡(luò)容量,大業(yè)務(wù)規(guī)模:
WiMi-Net無線模塊支持16個無線工作頻點,每個頻帶的無線基站可管理254個子節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展性非常強(qiáng)。如果一個基站的無線通訊量過載,基站無法承載過多的子節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸請求時,可以部署多臺基站來調(diào)度和管理整個無線網(wǎng)絡(luò)。