簡介隨著計算機技術和通信技術的發展,基于各種現場標準的分布式測控系統已被廣泛使用。
這些系統使用各種控制總線,例如CAN,LONWORKS,FROFIBUS,HATR,FF等。
這些不同的總線標準具有各自的協議格式,這些協議格式彼此不兼容,這給擴展擴展帶來了很多不便。
系統。
有鑒于此,電氣電子工程師學會(IEEE)和美國國家標準技術研究院(NIST)共同發布了IEEE1451標準,解決了各種標準的總線接口的兼容性問題,并提高了互換性和兼容性。
來自不同制造商的產品。
互操作性。
1 IEEE1451協議IEEEIEEE和NIST引入的IEEE1451標準通過定義一組通用通信接口解決了不同網絡之間的兼容性問題,并最終實現了各個制造商產品的互換性和互操作性。
其協議群集體系結構和關系如圖1所示。
根據IEEE1451標準,網絡智能傳感器分為兩個主要模塊。
& Nbsp;圖1 IEEE1451協議總體架構(1)NCAP(網絡應用處理器)模塊該模塊主要執行網絡通信,TIM通信,數據轉換等功能。
IEEE1451.1標準定義了其物理模型。
NCAP是標準發送器總線和專用網絡總線之間的接口。
該部分與微處理器集成在一起,并起著“大腦”的作用。
在網絡傳感器中。
NCAP還支持熱插拔功能。
(2)TIM(智能變送器)模塊根據與NCAP的連接方式,可以有各種功能不同的TIM。
TIM可以支持單個或多個不同的通道,并且可以連接到傳感器或執行器。
①IEEE1451.0:此層標準包括通用功能,通信協議和電子數據格式(TEDS FORMATS)。
IEEE1451.0通過定義基本命令設置和通信協議接口,為不同的物理層提供了通用和簡單的標準,從而增強了這些標準之間的互操作性。
②IEEE1451.1:針對現有的各種網絡技術,它定義了從智能變送器到網絡的標準連接方法,并使用面向對象的思想為聯網的智能變送器定義了標準的對象模型。
并為模型的每個類別定義了一個軟件界面。
③IEEE1451.2:定義傳感器和微處理器之間連接的數字接口TII。
它定義了電子數據表和數據格式,還定義了一系列讀寫命令,包括讀寫電子數據表,讀取傳感器數據和設置執行器數據。
④IEEE1451.3:包括分布式多點系統數字通信的定義和TEDS格式,主要用于點對多點分布式智能傳感器系統的同步數據采集和通信。
⑤IEEE1451.4:包含混合模式通信協議和TEDS格式的定義。
它主要針對模擬發射機的現有通信協議。
一方面,它支持數字接口讀取和寫入TEDS數據,另一方面,它支持在模擬接口上測量現場儀器。
⑥IEEE1451.5:定義智能傳感器的無線通信接口,并通過指定的無線通信協議與無線發射器接口模塊(WTIM)和NCAP進行通信。
當前支持WiFi,藍牙和ZigBee協議。
IEEE1451.5還定義了與無線通信協議有關的TEDS。
2無線通信協議IEEEIEEE1451.5標準為使用不同通信協議的無線傳感器提供了統一的接口。
它沒有開發新的無線通信技術,而是使用成熟的無線通信技術作為接口標準。
IEEE 1451.1標準提出了三種無線通信方法:WiFi,藍牙和ZigBee。
本文使用的ZigBee協議主要包括IEEE 802.15.4的PHY層和MAC層,以及ZigBee的NWK層和APS層。
2.1 IEEE 802.15.4 PHY層的PHY層采用DSSS技術,不同的載波通道提供不同的傳輸速率,2.4 GHz提供250 kbps的傳輸速率。
PHY層用于在兩個設備之間提供透明的比特流傳輸。
它的主要功能包括:信道選擇和信道能量檢測,空閑信道*估計,無線信道數據的接收和發送,