工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡設計

一、 無線傳感器網(wǎng)絡是工業(yè)自動化的新熱點

無線傳感器網(wǎng)絡技術進入工業(yè)自動化和工業(yè)測控領域，大多數(shù)工業(yè)儀表和自動化產(chǎn)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(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡示意圖，核心部分是低功耗的傳感器節(jié)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(fā)電等)，網(wǎng)絡路由器 (具有網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由功能)和無線網(wǎng)關(將信息傳輸?shù)焦I(yè)以太網(wǎng)和控制中心，或者傳輸通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng))。

　　

圖1 典型的工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡

由于市場巨大，許多在工業(yè)自動化領域的老牌勁旅，如GE、Honeywell等，都推出了各種工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)品和系統(tǒng)，國內(nèi)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(wǎng)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(jié)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(yè)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(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)品?來開發(fā)我們自己需要的無線工業(yè)自動化項目?

無線SoC技術的發(fā)展，將使我們的夢想，將變?yōu)楝F(xiàn)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(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡。

二、選擇合適的微控制器和開發(fā)平臺

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、金屬管道等對信號的反射、散射造成的多徑效應，以及馬達、器械運轉時產(chǎn)生的電磁噪聲，都會干擾無線信號的正確接收，同時，工業(yè)環(huán)境強烈的電磁干擾，也對使用在工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡的核心微處理器提出了新的挑戰(zhàn)。我們自己動手設計在這樣環(huán)境中運行的工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)，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(yè)無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點硬件結構示意圖。