自己動手設計的工業(yè)用無線傳感器網絡

　　采用上述方案，在保證系統(tǒng)可靠性的前提下，最大的特點是經濟和方便，因為無線單片機芯片價格很低，甚至已經低于許多類型普通單片機，設計者可以放手進行設計和調試，不必擔心芯片損壞等;另外目前國內嵌入式設計的知識已經相當普及，設計工業(yè)用無線傳感器網絡網關，路由器，節(jié)點和設計我們熟悉的普通單片機系統(tǒng)，核心技術沒有什么不同，而且，的IAR編譯，調試系統(tǒng)是目前世界是最強大的商業(yè)化嵌入式C語言軟件設計工具，配合成都無線龍通訊提供的無線單片機開發(fā)平臺，樣板工程設計，JTAG在線仿真器，你可以精確的將故障定位到每一行指令，將無線組網和通訊，實現(xiàn)慢動作式的重放，并隨時捕獲空中無線數(shù)據(jù)包裝;整個無線通訊軟件硬件設計的的過程，在這些高級調試開發(fā)工具的幫助下，完全透明化，可控制化，使你像開發(fā)你的其它單片機系統(tǒng)一樣，快捷容易的完成設計任務;

　　三、ZIGBEE pro 符合工業(yè)無線網絡設計要求

　　與面向家庭的無線網絡技術(ZIGBEE2004到ZIGBEE2006屬于這類面向家庭的技術)不同，面向工業(yè)自動化應用的無線網絡技術需要滿足以下五個方面需求，

　　■ 高可靠性：大部分的工業(yè)控制應用要求數(shù)據(jù)的可靠傳輸率要超過95%。為了實現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場使用無線通信來實現(xiàn)高可靠傳輸面臨以下挑戰(zhàn)，ZIGBEE pro協(xié)議棧采用2.4 GHz物理層都基于DSSS(Direct Sequence SpreadSpectrum，直接序列擴頻)技術(包括數(shù)據(jù)的調制，激活和休眠射頻收發(fā)器,信道能量檢測,信道接收數(shù)據(jù)包的鏈路質量指示,空閑信道評估,收發(fā)數(shù)據(jù)等)具有很強抗干擾能力，而且MAC層和應用層(APS部分)有應答重傳功能，另外MAC層的CSMA機制使節(jié)點發(fā)送之前先監(jiān)聽信道，也可以起到避開干擾的作用;網絡層采用了網狀網的組網方式，從源節(jié)點到達目的節(jié)點可以有多條路徑，路徑的冗余加強了網絡的健壯性，如果原先的路徑出現(xiàn)了問題，比如受到干擾，或者其中一個中間節(jié)點出現(xiàn)故障， ZIGBEEPRO可以進行路由修復，另選一條合適的路徑來保持通信。同時，ZIGBEEPRO最新增加的頻率捷變(frequency agility)，也大大加強其作為工業(yè)網絡使用的可靠性，ZigBee pro網絡受到外界干擾，比如各種工業(yè)現(xiàn)場的無線干擾，無法正常工作時，整個ZIGBEE PRO網絡可以自動動態(tài)的切換到全部16個頻道的一個干凈工作信道上(實現(xiàn)FHSS跳頻功能)。和其它目前采用DSSS+FHSS的工業(yè)無線網絡協(xié)議比較，ZIGBEEPRO可靠性和抗干擾性更勝一籌;采用表一的無線單片機，都可以支持ZIGBEEPRO的無線網絡協(xié)議棧;

　　■ 嚴格實時性：對于工業(yè)閉環(huán)控制應用，數(shù)據(jù)傳輸延遲應低于1.5倍的傳感器采樣時間。ZIGBEEPRO網絡針對工業(yè)通信對時延敏感的應用做了優(yōu)化，通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。設備搜索時延典型值為毫秒級別，休眠激活時延典型值是15ms，活動設備信道接入時延為15ms，加上ZIGBEEPRO新的路由算法，大大提高了網絡路由效率;在通過多跳接力的方式進行傳輸?shù)难舆t大幅度降低，完全能夠保證端到端通信實時性。

　　■ 低能耗：用于對工業(yè)全流程進行泛在感知的無線傳感器網絡節(jié)點由于成本的限制和安裝條件限制，通常不采用外接電源的方式，而是靠自身攜帶的電池供電。由于表一中列出的新型無線單片機和ZIGBEEPRO 無線前端的一系列革命性的新設計，，節(jié)點的電池壽命應達到3至10年。能夠實現(xiàn)使用最少的能源的工業(yè)用無線傳感器網絡;

　　■ 安全性：隨著工業(yè)控制系統(tǒng)網絡化進程的推進，網絡安全和數(shù)據(jù)安全問題日益突出，一些安全漏洞將給工業(yè)控制應用造成巨大的損失。無線通信由于信道的開放特征更容易受到攻擊，其安全保障機制將更加復雜;