自己動手設(shè)計的工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

　　采用上述方案，在保證系統(tǒng)可靠性的前提下，最大的特點是經(jīng)濟(jì)和方便，因為無線單片機(jī)芯片價格很低，甚至已經(jīng)低于許多類型普通單片機(jī)，設(shè)計者可以放手進(jìn)行設(shè)計和調(diào)試，不必?fù)?dān)心芯片損壞等;另外目前國內(nèi)嵌入式設(shè)計的知識已經(jīng)相當(dāng)普及，設(shè)計工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，路由器，節(jié)點和設(shè)計我們熟悉的普通單片機(jī)系統(tǒng)，核心技術(shù)沒有什么不同，而且，的IAR編譯，調(diào)試系統(tǒng)是目前世界是最強(qiáng)大的商業(yè)化嵌入式C語言軟件設(shè)計工具，配合成都無線龍通訊提供的無線單片機(jī)開發(fā)平臺，樣板工程設(shè)計，JTAG在線仿真器，你可以精確的將故障定位到每一行指令，將無線組網(wǎng)和通訊，實現(xiàn)慢動作式的重放，并隨時捕獲空中無線數(shù)據(jù)包裝;整個無線通訊軟件硬件設(shè)計的的過程，在這些高級調(diào)試開發(fā)工具的幫助下，完全透明化，可控制化，使你像開發(fā)你的其它單片機(jī)系統(tǒng)一樣，快捷容易的完成設(shè)計任務(wù);

　　三、ZIGBEE pro 符合工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要求

　　與面向家庭的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(ZIGBEE2004到ZIGBEE2006屬于這類面向家庭的技術(shù))不同，面向工業(yè)自動化應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要滿足以下五個方面需求，

　　■ 高可靠性：大部分的工業(yè)控制應(yīng)用要求數(shù)據(jù)的可靠傳輸率要超過95%。為了實現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場使用無線通信來實現(xiàn)高可靠傳輸面臨以下挑戰(zhàn)，ZIGBEE pro協(xié)議棧采用2.4 GHz物理層都基于DSSS(Direct Sequence SpreadSpectrum，直接序列擴(kuò)頻)技術(shù)(包括數(shù)據(jù)的調(diào)制，激活和休眠射頻收發(fā)器,信道能量檢測,信道接收數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量指示,空閑信道評估,收發(fā)數(shù)據(jù)等)具有很強(qiáng)抗干擾能力，而且MAC層和應(yīng)用層(APS部分)有應(yīng)答重傳功能，另外MAC層的CSMA機(jī)制使節(jié)點發(fā)送之前先監(jiān)聽信道，也可以起到避開干擾的作用;網(wǎng)絡(luò)層采用了網(wǎng)狀網(wǎng)的組網(wǎng)方式，從源節(jié)點到達(dá)目的節(jié)點可以有多條路徑，路徑的冗余加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的健壯性，如果原先的路徑出現(xiàn)了問題，比如受到干擾，或者其中一個中間節(jié)點出現(xiàn)故障， ZIGBEEPRO可以進(jìn)行路由修復(fù)，另選一條合適的路徑來保持通信。同時，ZIGBEEPRO最新增加的頻率捷變(frequency agility)，也大大加強(qiáng)其作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用的可靠性，ZigBee pro網(wǎng)絡(luò)受到外界干擾，比如各種工業(yè)現(xiàn)場的無線干擾，無法正常工作時，整個ZIGBEE PRO網(wǎng)絡(luò)可以自動動態(tài)的切換到全部16個頻道的一個干凈工作信道上(實現(xiàn)FHSS跳頻功能)。和其它目前采用DSSS+FHSS的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議比較，ZIGBEEPRO可靠性和抗干擾性更勝一籌;采用表一的無線單片機(jī)，都可以支持ZIGBEEPRO的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧;

　　■ 嚴(yán)格實時性：對于工業(yè)閉環(huán)控制應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸延遲應(yīng)低于1.5倍的傳感器采樣時間。ZIGBEEPRO網(wǎng)絡(luò)針對工業(yè)通信對時延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。設(shè)備搜索時延典型值為毫秒級別，休眠激活時延典型值是15ms，活動設(shè)備信道接入時延為15ms，加上ZIGBEEPRO新的路由算法，大大提高了網(wǎng)絡(luò)路由效率;在通過多跳接力的方式進(jìn)行傳輸?shù)难舆t大幅度降低，完全能夠保證端到端通信實時性。

　　■ 低能耗：用于對工業(yè)全流程進(jìn)行泛在感知的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由于成本的限制和安裝條件限制，通常不采用外接電源的方式，而是靠自身攜帶的電池供電。由于表一中列出的新型無線單片機(jī)和ZIGBEEPRO 無線前端的一系列革命性的新設(shè)計，，節(jié)點的電池壽命應(yīng)達(dá)到3至10年。能夠?qū)崿F(xiàn)使用最少的能源的工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò);

　　■ 安全性：隨著工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全問題日益突出，一些安全漏洞將給工業(yè)控制應(yīng)用造成巨大的損失。無線通信由于信道的開放特征更容易受到攻擊，其安全保障機(jī)制將更加復(fù)雜;