基于IEEE1451智能傳感器的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）

IEEE1451.4標(biāo)準(zhǔn)的核心是TEDS，TEDS包含了傳感器的相關(guān)信息，其信息有：廠商信息、模塊編號(hào)、版本信息、產(chǎn)品序列號(hào)、靈敏度、測量范圍、物理單位、傳輸功能、輸出范圍、校準(zhǔn)信息以及用戶數(shù)據(jù)等［6-7］。TEDS被存儲(chǔ)在EEPROM中，系統(tǒng)一旦上電或接受了請求，TEDS 就上載到系統(tǒng)。TEDS簡化了傳感器的安裝，一個(gè)被損壞的傳感器可以直接被替換而不需要更改任何設(shè)置。

TEDS包含一個(gè)64 bit的信息，稱為“Basic TEDS”，每一個(gè)傳感器必須包含一個(gè)Basic TEDS。表1為Basic TEDS包含的內(nèi)容。

由于TEDS存儲(chǔ)器大小的限制，Basic TEDS的信息應(yīng)該被壓縮到符合存儲(chǔ)器的要求。典型的系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的單位為8 bit或者16 bit。但是TEDS可以做到按1 bit來存儲(chǔ)有效信息。這就要求謹(jǐn)慎小心地解析數(shù)據(jù)來獲得所需要的信息，給編程提出了更高的要求。此外，還可以根據(jù)不同的傳感器類型，選擇不同的模板來設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模板TEDS。最后可以根據(jù)用戶需要添加一些用戶自定義信息。本系統(tǒng)所使用的溫度傳感器的TEDS如表2所示。

4 WTIM 設(shè)計(jì)

WTIM 部分可以通過MMI 接口將傳感器的TEDS 讀出， 并將其通過無線設(shè)備發(fā)送給NCAP， 并且通過IEEE1451.0 標(biāo)準(zhǔn)定義的通用API 函數(shù)來控制可讀取傳感器和執(zhí)行器的運(yùn)行狀態(tài)。WTIM 狀態(tài)圖如圖3 所示。

在WTIM一上電時(shí)即進(jìn)入初始化狀態(tài)，隨后馬上進(jìn)入PREREG狀態(tài)。在PREREG狀態(tài)中TIM要通過完成向NCAPREG的任務(wù)，之后進(jìn)入NCAPREG狀態(tài)。進(jìn)入NCAPREG狀態(tài)意味著WTIM已經(jīng)與一個(gè)NCAP進(jìn)行了連接，但是并沒有被設(shè)置與TIM完成數(shù)據(jù)交互。當(dāng)NCAP設(shè)置WTIM與TIM進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，它就會(huì)發(fā)送一個(gè)開放命令和一個(gè)或多個(gè)寫命令，然后WTIM進(jìn)入OPEN狀態(tài)。在OPEN狀態(tài)中，WTIM就可以和NCAP、TIM進(jìn)行數(shù)據(jù)交互了。OPEN狀態(tài)可以被關(guān)閉命令終止。如果多次通信失敗，則表明TIM當(dāng)前沒有通道可用，WTIM將由OPEN狀態(tài)轉(zhuǎn)為NCAPREG狀態(tài)。如果TIM沒有被注冊，則WTIM狀態(tài)由NCAPREG狀態(tài)轉(zhuǎn)為PREREG狀態(tài)，進(jìn)行TIM注冊。

5 NCAP設(shè)計(jì)

符合IEEE1451.5標(biāo)準(zhǔn)的NCAP支持接入多個(gè)同一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的WTIM。當(dāng)首次上電NCAP進(jìn)入初始化狀態(tài)時(shí)，馬上進(jìn)入U(xiǎn)NREGDOT5狀態(tài)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，NCAP應(yīng)該包含一個(gè)符合ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)器，在UNREGDOT5狀態(tài)意味著協(xié)調(diào)器并沒有建立一個(gè)有效的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。之后NCAP將進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的注冊和建立，這時(shí)NCAP就會(huì)進(jìn)入DOT5REG狀態(tài)。DOT5REG狀態(tài)說明NCAP已經(jīng)建立了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但是并沒有和WTIM建立連接，因此也就不存在與TIM進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。NCAP網(wǎng)絡(luò)注冊狀態(tài)圖如圖4所示。

當(dāng)一個(gè)NCAP 建立的網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)或多個(gè)WTIM 注冊時(shí)， 它就會(huì)進(jìn)入TIMREG 狀態(tài)。在這一狀態(tài)NCAP 會(huì)完成對所有TIM 的注冊。為了完成與TIM 的數(shù)據(jù)交互，NCAP 會(huì)發(fā)送一條開放命令和一條或多條寫命令， 隨后NCAP 進(jìn)入OPEN 狀態(tài)。在OPEN 狀態(tài)， 即可以和WTIM進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。OPEN 狀態(tài)可以被關(guān)閉命令結(jié)束。因?yàn)镹CAP 維持各個(gè)WTIM 相互獨(dú)立， 所以NCAP 可以在任

何時(shí)刻發(fā)現(xiàn)和連接節(jié)點(diǎn)。NCAP 運(yùn)行狀態(tài)圖和順序圖分別如圖5、圖6 所示。