工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

一、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)自動化的新熱點(diǎn)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)自動化和工業(yè)測控領(lǐng)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(luò)示意圖，核心部分是低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)(可以使用電池長期供電、太陽能電池供電，或風(fēng)能、機(jī)械振動發(fā)電等)，網(wǎng)絡(luò)路由器 (具有網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)路由功能)和無線網(wǎng)關(guān)(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(luò)

由于市場巨大，許多在工業(yè)自動化領(lǐng)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(luò)產(chǎn)品和系統(tǒng)，國內(nèi)也有不少研究機(jī)構(gòu)和大型公司在進(jìn)行相關(guān)研究，但是，涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)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(xì)節(jié)和有機(jī)會參與任何設(shè)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(jī)會自己動手，來設(shè)計適合自己應(yīng)用需要的工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(shù)的發(fā)展，將使我們的夢想，將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，目前應(yīng)該是一個明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和交匯點(diǎn)。

回答的肯定的：我們完全可能自己動手，設(shè)計適合自己應(yīng)用特點(diǎn)的工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

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(yīng)，以及馬達(dá)、器械運(yùn)轉(zhuǎn)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(qiáng)烈的電磁干擾，也對使用在工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心微處理器提出了新的挑戰(zhàn)。我們自己動手設(shè)計在這樣環(huán)境中運(yùn)行的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(luò)節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)示意圖。