基于IEEE802.15.4的工业无线通信模块和网关的硬件设计与开发

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jerryby001
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无线通信技术在工业控制领域引起了普遍的关注,并得到了广泛的应用。基于无线技术的智能化仪表使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。在工厂环境下,无线通信技术能够为各种智能现场设备以及各种自动化设备之间的通信提供无线数据链路和灵活的网络拓扑结构,在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足,进一步完善了工业控制网络的通信性能。如何将无线网络接入有线控制网络,实现无线网络与有线控制网络之间数据交换是一个重要的课题。   本文针对无线网络如何接入有线网络这一问题,采用IEEE802.15.4技术,对工业无线网关硬件进行了研究和设计。文章在分析了无线网关功能的基础上,介绍了无线网关的解决方案以及涉及到的关键技术。文中设计的无线网关采用双核结构,利用高性能、低功耗的32位ARM处理器AT91R40008和集成了射频(RF)前端、内存与微控制器的CC2430芯片作为微处理器进行设计,其中CC2430运行无线协议栈、AT91R40008运行操作系统等相关的应用程序和必要的相关驱动程序。网关硬件设计主要涉及核心控制部分和接口电路两部分,核心控制部分包括微处理器电路、以太网卡芯片电路和存储器电路,接口部分包括IEEE802.15.4无线通信接口、以太网接口、数据采集接口和程序调试接口。无线网关采用了总线供电技术,使用以太网线传输直流电源,提供可靠的电源质量,保证设备工作的稳定性。   将本论文设计的无线网关与小组其他同学开发的设备组建了一个基于IEEE802.15.4的无线测控系统。测试结果表明无线网关达到了设计要求,且工作稳定。
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