Radiocrafts

Профиль поддержки последовательного порта и пользовательских вводов/выводов для работы ZigBee модулей с беспроводными датчиками и управляющими устройствами

№ 1’2006
PDF версия
Технология беспроводной связи ZigBee, разработанная на основе стандарта IEEE 802.15.4, характеризуется сверхнизким энергопотреблением. Она предназначена для передачи данных с небольшой скоростью и очень удобна для создания сетей сбора данных от различных датчиков и исполнительных устройств.

В прошлом огромное количество датчиков на промышленных предприятиях или в многоэтажных жилых домах соединялись с центральным пультом через кабели. Технология ZigBee позволяет отказаться от кабельных соединений и создавать беспроводные PAN-сети (Personal Area Network) в конфигурации «каждый с каждым» (mesh).

В стандартном варианте контроля каких-либо параметров данные передаются между двумя устройствами с согласованными интерфейсами. При этом программируемый логический контроллер (PLC) или датчик обмениваются информацией только с одним исполнительным устройством (топология «точка–точка»).

В случае контроля многих параметров данные от различных датчиков могут собираться на один центральный сервер (топология «звезда»).

Большинство датчиков имеют на выходе цифровой или аналоговый сигнал, а также могут быть оснащены интерфейсами типа RS-232 и RS-485.

Для подключения любых типов датчиков к ZigBee-модулям фирма Radiocrafts совместно с фирмой Airbee Wireless разработала профиль последовательного порта с поддержкой пользовательских вводов-выводов (SPPIO).

Профиль SPPIO обеспечивает следующие возможности:

  • буферизованная передача пакета данных через UART;
  • переменная длина пакета, завершающий символ или тайм-аут;
  • обмен данных между парными устройствами (до 16 цифровых сигналов);
  • обмен данными между парными устройствами (до 8 аналоговых сигналов);
  • передача данных по прерыванию или через определенные промежутки времени;
  • адресация пакетов на конкретный узел;
  • конфигурирование радиомодема при помощи АТ-команд.

Индивидуальная локальная сеть (PAN) может включать три типа сетевых устройств: координатор, маршрутизатор и оконечные устройства. В сети PAN может быть только один координатор. Маршрутизаторы предназначены для транспортировки пакетов данных. Поскольку оконечные устройства не принимают постоянного участия в передаче данных, они могут быть отключены в те промежутки времени, когда бездействуют. Это очень удобно с точки зрения экономии энергопотребления, поскольку большинство оконечных устройств имеет батарейное питание. Каждое устройство имеет свой уникальный физический адрес (MAC-адрес).

В технологии ZigBee маршрутизаторы и оконечные устройства автоматически соединяются с сетевым координатором и создают сеть сразу после включения питания.

Сеть обеспечивает маршруты передачи данных между различными узлами, и в случае исчезновения одного из узлов включается протокол самовосстановления ZigBee.

Для профиля SPPIO поддержка режимов организации и самовосстановления сети реализована на базе платформы Airbee — ZNMS.

Процесс объединения узлов, которые будут обмениваться данными, называют связыванием. Этот процесс реализуется путем программирования адреса в каждом узле. Для контроля каких-либо параметров обмен данными обычно осуществляется между двумя уст ройствами. Если установлено два узла, МАС-адреса которых служат адресами назначения друг для друга, то составляется пара из этих двух устройств.

В случае использования сети для сбора данных все датчики конфигурируются с одинаковым адресом назначения — адресом центральной станции, на которую стекается вся информация. Цифровые или аналоговые данные с датчиков передаются на центральную станцию и посылаются на последовательный порт центрального сервера. Программная среда Airbee — ZNMS Lite облегчает процесс связывания благодаря наличию графического интерфейса с возможностями drag-and-drop.

Модуль RC2200AT-SPPIO от фирмы Radiocrafts представляет собой готовый ZigBee-модуль с профилем SPPIO и стеком сетевых протоколов.

Внешний вид модуля RC2200AT-SPPIO

Рис. 1. Внешний вид модуля RC2200AT-SPPIO

Он может быть сконфигурирован как координатор, маршрутизатор или оконечное устройство. Модуль имеет последовательный порт UART, а также 16 вводов-выводов, из которых 8 могут быть аналоговыми.

В устройстве используется стандартный стек протоколов ZigBee для беспроводных сетей на основе стандарта IEEE 802.15.4, соответствующий уровням PHY и MAC, и обеспечивающий 16 каналов в безлицензионном ISM-диапазоне 2,45 ГГц. Экранированный модуль имеет малые габаритные размеры: 16,5×35,6×3,5 мм. Модули оснащены встроенной антенной. Внешний вид модуля RC2200AT-SPPIO показан на рис. 1.

Для работы модуля не требуется внешних компонентов. Типовая дальность действия в помещении составляет 10–30 м, а на открытом воздухе — более 100 м. Модули предназначены для поверхностного монтажа и поставляются в лентах для автоматической установки.

Типичными интерфейсами сопряжения (рис. 2) различных датчиков и исполнительных устройств являются последовательные порты UART или RS-232, параллельный порт RS-485, а также простейшие цифровые или аналоговые вводы-выводы.

Схема сети для беспроводной передачи данных на базе модулей RC2000AT-SPPIO

Рис. 2. Схема сети для беспроводной передачи данных на базе модулей RC2000AT-SPPIO

Если добавить к модулю RC2000AT-SPPIO схемы формирователя RS-232 или RS-485, то его можно будет соединить с любым оборудованием, имеющим последовательный или параллельный порт. В этом случае модуль можно сконфигурировать так, чтобы он действовал как простой заменитель кабеля.

Логические уровни на линиях ввода-вывода совместимы с КМОП 3,0 В. При необходимости подключения устройства с TLL-уровнями используются преобразователи уровней.

Структурная схема модуля RC2000AT-SPPIO показана на рис. 3.

Структурная схема модуля RC2000AT-SPPIO

Рис. 3. Структурная схема модуля RC2000AT-SPPIO

Аналоговые датчики можно подключать к встроенному 10-разрядному АЦП. Для этого необходимо предварительно согласовать токовые выходные сигналы с датчика (4–20 мА) или сигнал напряжения с входными уровнями сигналов АЦП (0-3 В).

В модуле имеются выводы сигналов с ШИМ-модуляцией, которые перед подачей на другие устройства необходимо пропускать через внешний фильтр нижних частот. Интерфейсы модуля RC2000AT-SPPIO схематически показаны на рис. 4.

Интерфейсы модуля RC2000AT-SPPIO

Рис. 4. Интерфейсы модуля RC2000AT-SPPIO

Конфигурирование модулей осуществляется при помощи AT-команд. В период сборки и отладки системы это можно делать при помощи персонального компьютера или КПК. На начальном этапе осуществляется формирование одного модуля в качестве координатора сети PAN, а всех остальных модулей — в качестве маршрутизаторов или оконечных устройств. Следующий этап — это связывание устройств путем прописывания MAC-адресов. Если предполагается использовать линии вводов-выводов, то необходимо предварительно сконфигурировать их тип — цифровой или аналоговый.

Кроме того, необходимо указать направление передачи данных (ввод или вывод), а также выбрать схему передачи данных (последовательная, по прерыванию или с регулируемыми временными интервалами). Конфигурация хранится в энергонезависимой памяти модуля.

При этом маршрутизаторы и оконечные устройства автоматически связываются с координатором сети и организуются в сеть сразу, как только на них будет подано питание. Затем может происходить обмен данными между устройствами, объединенными в пары, а также вывод данных на последовательный порт UART или на линии ввода-вывода.

Для оценки возможностей модуля и быстрого создания прототипа устройства выпускается отладочный комплект RC2200DK-SPPIO Demo Kit, который поставляется со всеми аппаратными и программными средствами, необходимыми для организации беспроводной сети. Более подробною информацию можно найти на сайте www.radiocrafts.com.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada