CN202872835U

CN202872835U - 可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置

Info

Publication number: CN202872835U
Application number: CN2012205957608U
Authority: CN
Inventors: 孙永欣; 孙凯明; 吴冈; 何艳; 石磊; 费磊; 杨洋; 杨喆; 王刚; 甄海涛; 高凤娇
Original assignee: Institute of Automation of Heilongjiang Academy of Sciences
Current assignee: Institute of Automation of Heilongjiang Academy of Sciences
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-11-13

Abstract

可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置。随着 1999 年物联网的概念的提出，与物联网的相关技术已经成为当今研究的热点，且发展非常迅速。本产品其组成包括 : 壳体（ 1 ），所述的壳体内装有微处理器（ 2 ），所述的微处理器同时连接以太网接口 (3) 、液晶显示装置（ 4 ）、带有芯片的无线传输器 (5) 、键盘接口 (6) 和闪存卡读取装置（ 7 ），所述的以太网接口连接总线协议与管理系统的服务器 (8) 。 本实用新型用于无线传感器网络与以太网协议转换。

Description

可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置

技术领域：

本实用新型涉及一种可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置。

背景技术：

随着1999年物联网的概念的提出，与物联网的相关技术已经成为当今研究的热点，且发展非常迅速。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。传感网是物联网诸多相关技术中较关键的技术。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。

无线传感器网络技术是传感网的重要组成部分，是一种本世纪初新兴的，低速率信息交互的无线通信技术，适合在恶劣的工业现场环境使用，具有很强的抗干扰能力、超低能耗、实时通信等技术特征。随着工业无线技术进入工业自动化领域，各级制造厂商及终端用户开始把无线技术引入市场，进行更深入的监视和控制整个物理世界。

无线传感器网络技术基于短程无线通信IEEE 802.15.4标准，使用符合中国无委会规定的自由频带，解决工厂环境下遍布的各种大型器械、金属管道等对无线信号的反射、散射造成的多径效应，以及马达、器械运转时产生电磁噪声对无线通信的干扰，提供能够满足工业应用需求的高可靠、实时无线通信服务。

将无线传感器网络技术应用于监测领域，其在监测准确度和监测灵活性等方面都具有传统监控手段难以比拟的优势，不仅可以提供更大的灵活性、流动性、省去花在综合布线上的费用和精力，而且通过自适应的组网和无线通信技术使得整个无线传感器节点之间通过分布式协作，实现统计采样、数据融合、查询式监控和动态功能升级等先进的监测措施。现有监测系架构在监测现场的数据采集到传输还是采用有线的例传输到监控中心，这种以现场工业总线为基础的采集传输系统在系统扩展性、布线复杂度、维护方便性上都有不足之处。

OPC全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种无线传感器网络和远程管理系统方便连接的中间协议转换装置，无线传感器网络针对通信距离几百米至几公里、传输速率低于250kbps、单个节点功耗小于10mW的双向无线监测，使系统更加灵活，节省成本的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，其组成包括:壳体，所述的壳体内装有微处理器，所述的微处理器同时连接以太网接口、液晶显示装置、带有芯片的无线传输器、键盘接口和闪存卡读取装置，所述的以太网接口连接总线协议与管理系统的服务器。

所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，所述的微处理器包括第一个数据信号输出输入端和第二个数据信号输出输入端，所述的第一个数据信号输出输入端连接所述的第二个数据信号输出输入端，所述的第二个数据信号输出输入端连接所述的无线传输器，所述的第一个数据信号输出输入端连接所述的液晶显示装置。

所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，由所述的液晶显示装置、所述的键盘接口、所述的闪存卡读取装置构成无线网关。

所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，所述的微处理器包括以太网控制接口，所述的以太网控制接口连接芯片。

有益效果：

1.本实用新型以太网则针对工业的特殊需要，设计标准的Modbus TCP协议，通过该协议以及管理中心机器上的OPC服务器，可以提供标准的控制接口。

2.本实用新型可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，无线数据传输器基于短程无线通信标准，可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置通过以太网与上位机相连，通过ModeBus协议与上位机的OPC服务器通信，这样，现在流行的组态软件都可以很方便的与无线基站通信，增加了系统的通用性。

3.本实用新型可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置采用流行的短程无线通信标准，装置节点通过无线例连接，免去布线的繁琐，维护简单方便。

4.本实用新型可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置可以部分代替目前监测系统中所使用的RS485、CAN、工业以太网等组成的系统，由于其无线的特性，使系统更加灵活，节省成本。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是附图1的串口电路图。

附图3是附图1的SPI FLASH电路图。

附图4是附图1的电源电路图。

附图5是附图1的信号转换U1-2电路图。

附图6是附图1的信号转换U1-3电路图。

具体实施例：

实施例1：

一种可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，其组成包括:壳体1，所述的壳体内装有STM32F107VC微处理器2，所述的STM32F107VC微处理器同时连接以太网接口3、液晶显示装置4、带有CC2430芯片的无线传输器5、键盘接口6和FLASH/SD闪存卡读取装置7，所述的以太网接口连接Modbus TCP总线协议与管理系统的OPC服务器8。

实施例2：

实施例1所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，所述的STM32F107VC微处理器包括第一个数据信号输出输入端和第二个数据信号输出输入端，所述的第一个数据信号输出输入端连接所述的第二个数据信号输出输入端，所述的第二个数据信号输出输入端连接所述的无线传输器，所述的第一个数据信号输出输入端连接所述的液晶显示装置。

实施例3：

实施例1或2所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，由所述的液晶显示装置、所述的键盘接口、所述的FLASH/SD闪存卡读取装置构成无线网关。

实施例4：

实施例1或2所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，所述的STM32F107VC微处理器包括以太网控制接口，所述的以太网控制接口连接DP83848CVV芯片。

实施例5：

上述实施例所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，包括附图1中的无线传输器、以太网接口、STM32F107VC微处理器；STM32F107VC微处理器的第一个数据信号输出输入端与以太网接口的数据信号输入输出相连，STM32F107VC微处理器的第二个数据信号输出输入端与无线传输器的数据信号输入输出相连，无线传输器采用CC2430芯片。

实施例6：

上述实施例所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，结合附图1说明本实施例，本实施例与实施例5不同点在于它还增加了FLASH/SD卡，FLASH/SD卡的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器的第三数据信号输入输出端相连。其它组成和连接与具体实施例5相同。目的在于可以方便读取FLASH/SD存储卡，增强系统的兼容性。

实施例7：

上述实施例所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换

装置，结合附图1说明本实施例，本实施例与实施例5不同点在于它还增加了液晶显示装置，液晶显示装置的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器的第三数据信号输入输出端相连。其它组成和连接例与实施例5相同。

实施例8：

装置，结合附图1说明本实施例，本实施例与实施例5不同点在于它还增加了附图1键盘接口；键盘接口的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器的第三数据信号输入输出端相连。其它组成和连接例与实施例5相同。

工作过程：

附图1中的无线传感器网络监测到的监测数据通过无线例送到STM32F107VC微处理器进行数据处理，然后通过以太网传输给OPC服务器；数据也可由相反的方向进行传输。附图1中的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置通过无线传输器接收无线中继节点或无线监测节点发送来的数据，通过以太网接口传送给OPC服务器进行远程管理，通过显示器进行测量数据的显示；可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置可以通过远程网络和控制面板发出控制命令给无线中继节点和无线监测节点。本实用新型可广泛应用于监测领域，并解决实际工程中布线困难、功耗高等问题。

Claims

1.一种可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，其组成包括:壳体，其特征是: 所述的壳体内装有微处理器，所述的微处理器同时连接以太网接口、液晶显示装置、带有无线传输器、键盘接口和闪存卡读取装置，所述的以太网接口连接总线协议与管理系统的服务器。

2.根据权利要求1所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，其特征是:所述的微处理器包括第一个数据信号输出输入端和第二个数据信号输出输入端，所述的第一个数据信号输出输入端连接所述的第二个数据信号输出输入端，所述的第二个数据信号输出输入端连接所述的无线传输器，所述的第一个数据信号输出输入端连接所述的液晶显示装置。

3.根据权利要求1或2所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，其特征是：由所述的液晶显示装置、所述的键盘接口、所述的闪存卡读取装置构成无线网关。

4.根据权利要求1或2所述的可用于工业控制的无线传感器网络与以太网协议转换装置，其特征是: 所述的微处理器包括以太网控制接口，所述的以太网控制接口连接芯片。