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      基于ZigBee技術(shù)的無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站設(shè)計(jì)

      2014-12-24 16:12:23徐科明劉恩華
      物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2014年12期
      關(guān)鍵詞:控制站包率網(wǎng)關(guān)

      徐科明+劉恩華

      摘 要:針對(duì)傳統(tǒng)DCS 系統(tǒng)在過程控制中采用有線方式來實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)通信而出現(xiàn)布線復(fù)雜、可靠性差等諸多問題,提出了基于ZigBee技術(shù)的無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站,以集成符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的STM32W108單片機(jī)為硬件平臺(tái),采用ZigBee技術(shù)為核心組建WSN網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)無線替代有線的DCS現(xiàn)場(chǎng)控制解決方案。

      關(guān)鍵詞:ZigBee技術(shù);無線DCS;STM32W108單片機(jī);現(xiàn)場(chǎng)控制站

      中圖分類號(hào):TP216 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):2095-1302(2014)12-00-02

      0 ?引 ?言

      DCS(集散控制系統(tǒng))綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信等技術(shù),具有大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、信息管理及較強(qiáng)數(shù)據(jù)通信能力等特點(diǎn)而成為目前主導(dǎo)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。目前,DCS系統(tǒng)在過程控制級(jí)與控制管理級(jí)之間以及過程控制級(jí)設(shè)備間大多采用有線方式來實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)通信功能,系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,信號(hào)可靠性、抗干擾等性能較差;在地形條件不好、臨時(shí)組網(wǎng)時(shí),系統(tǒng)控制設(shè)備布線復(fù)雜、維護(hù)困難等。因此采用基于ZigBee技術(shù)的無線DCS系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制領(lǐng)域一個(gè)有益的補(bǔ)充,對(duì)進(jìn)行信號(hào)傳輸,避免布線和維護(hù)具有重要意義。

      1 ?ZigBee技術(shù)及STM32W108簡(jiǎn)介

      1.1 ?ZigBee技術(shù)

      ZigBee 技術(shù)是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率和低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。主要用于近距離無線連接,由于ZigBee技術(shù)的低數(shù)據(jù)速率和通信范圍較小的特點(diǎn),決定了ZigBee 技術(shù)適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的包括工業(yè)控制、工業(yè)自動(dòng)化等工業(yè)領(lǐng)域。

      1.2 ?STM32W108 簡(jiǎn)介

      STM32W108是ST公司的具有更高性能、低功耗、發(fā)射功率軟件可調(diào)的系統(tǒng)芯片。STM32W108芯片采用硬件固化協(xié)議棧,不必移植相關(guān)的ZigBee協(xié)議棧,就可以直接利用協(xié)議棧提供的API 進(jìn)行二次開發(fā)。其優(yōu)勢(shì)主要有三點(diǎn):一是在保持低功耗的基礎(chǔ)上,采用了32位ARM Cortex-M3的微處理器,并有廣泛的ARM開發(fā)工具支持;二是芯片內(nèi)部帶有功率放大器,發(fā)射輸出功率可配置至+8 dBm,無需外部功放就可以獲得較大的通信距離;三是STM32W108芯片不同版本分別固化了802.15.4 MAC、ZigBee、RF4CE等協(xié)議棧,用戶可以進(jìn)行符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā),大大簡(jiǎn)化產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)復(fù)雜度,增加了可靠性。

      2 ?系統(tǒng)總體架構(gòu)

      DCS系統(tǒng)通常分為現(xiàn)場(chǎng)控制站(級(jí))、操作監(jiān)控級(jí)和綜合信息管理級(jí)三個(gè)部分,而本方案?jìng)?cè)重現(xiàn)場(chǎng)控制站的設(shè)計(jì)。采用具有Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器STM32W108為硬件平臺(tái),以ZigBee 技術(shù)為核心,通過應(yīng)用程序各個(gè)任務(wù)之間的協(xié)調(diào)來共同完成數(shù)據(jù)通信與傳輸。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)結(jié)合多種傳感器將收集到數(shù)據(jù)通過WSN網(wǎng)絡(luò)送至協(xié)調(diào)器,再由RS 232串口通信送到Tiny6410網(wǎng)關(guān)或C/S與B/S模式的客戶端,完成數(shù)據(jù)庫的記錄、檢測(cè)[3]。也可發(fā)送控制指令,控制指令通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)到達(dá)被控制節(jié)點(diǎn),通過執(zhí)行器達(dá)到控制現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)目的?,F(xiàn)場(chǎng)控制站數(shù)據(jù)傳輸示意圖如圖 1所示。

      圖1 ?現(xiàn)場(chǎng)控制站數(shù)據(jù)傳輸示意圖

      根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸鏈路,確定了以傳感器信息為數(shù)據(jù)源,以底層節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器組成WSN網(wǎng)絡(luò)和串口通信為數(shù)據(jù)鏈路,網(wǎng)關(guān)完成數(shù)據(jù)的初步整合處理,通過人機(jī)交互終端,可以完成信息的接收展示、數(shù)據(jù)庫的操作以及控制指令的下發(fā)。

      3 ?硬件設(shè)計(jì)

      3.1 ?STM32W108采集節(jié)點(diǎn)

      采集節(jié)點(diǎn)主要由處理器模塊、傳感器模塊、電源模塊及其他外圍模塊組成。STM32W108處理器模塊是節(jié)點(diǎn)的核心,用于完成數(shù)據(jù)發(fā)送,數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、執(zhí)行通信協(xié)議和節(jié)點(diǎn)調(diào)度管理等工作;傳感器模塊包括各種傳感器和執(zhí)行器,用于感知數(shù)據(jù)和執(zhí)行各種控制動(dòng)作(如A/D 轉(zhuǎn)換);電源是所有電子系統(tǒng)的基礎(chǔ),電源模塊的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到節(jié)點(diǎn)的壽命;其他外圍模塊包括按鍵、LED、低電量檢測(cè)電路等,也是節(jié)點(diǎn)不可缺少的組成部分。

      STM32W108作為核心芯片,結(jié)合多種傳感器構(gòu)成底層的STM32W108節(jié)點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集,并自動(dòng)搜索周圍的協(xié)調(diào)器、加入WSN網(wǎng)絡(luò)并將采集到的數(shù)據(jù)集中發(fā)送至STM32W108和Tiny 6410網(wǎng)關(guān),將RS 232串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)口數(shù)據(jù)然后發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)中。STM32W108采集節(jié)點(diǎn)原理圖如圖2所示。

      圖2 ?STM32W108采集節(jié)點(diǎn)原理圖

      3.2 ?STM32W108協(xié)調(diào)器

      STM32W108協(xié)調(diào)器主要功能是ZigBee通信和人機(jī)交互,主要由ZigBee模塊和鍵盤模塊、液晶模塊等模塊構(gòu)成。STM32W108協(xié)調(diào)器原理圖如圖3所示。

      圖3 ?STM32W108協(xié)調(diào)器原理圖

      3.3 ?Tiny 6410網(wǎng)關(guān)

      Tiny 6410網(wǎng)關(guān)包含多種接口和傳感器節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、傳輸及下行控制。6410網(wǎng)關(guān)將協(xié)調(diào)器傳來的底層數(shù)據(jù)反映在液晶屏上,方便用戶操作;同時(shí)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過板載的EtherNet接口發(fā)送到以太網(wǎng)上,用戶可登錄服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況。Tiny 6410網(wǎng)關(guān)原理圖如圖4所示。

      圖4 ?Tiny 6410網(wǎng)關(guān)原理圖

      4 ?軟件設(shè)計(jì)

      ZigBee具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能,本方案采用ZigBee技術(shù)來組建無線通信平臺(tái),軟件部分主要包含網(wǎng)關(guān)與USB-WiFi模塊通信、協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)間通信兩部分。

      4.1 ?網(wǎng)關(guān)程序流程

      Tiny 6410與USB-Wifi模塊相連接,將ZigBee協(xié)調(diào)器上的信息通過無線的方式寫到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,Tiny 6410網(wǎng)關(guān)在共享數(shù)據(jù)庫資源中起到重要作用。

      4.2 ?協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)程序流程

      STM32W108節(jié)點(diǎn)是WSN網(wǎng)絡(luò)的載體,是無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站的核心內(nèi)容,協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)的具體工作。首先將對(duì)應(yīng)的程序燒寫入?yún)f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)中,然后將協(xié)調(diào)器及傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件設(shè)備上電初始化,協(xié)調(diào)器開始協(xié)議棧初始化、掃描傳輸通道并建立網(wǎng)絡(luò),傳感器節(jié)點(diǎn)檢查合適的網(wǎng)絡(luò),加入網(wǎng)絡(luò)后將網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送給協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器收到信息后,將信息接受、處理。其協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖5所示。

      圖5 ?STM32W108協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)流程圖

      5 ?系統(tǒng)測(cè)試

      5.1 ?傳輸時(shí)延與可靠性測(cè)試

      ZigBee作為一種近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線通信,響應(yīng)速度較快,在工業(yè)控制系統(tǒng)傳輸實(shí)時(shí)性和可靠性高。本方案無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站系統(tǒng)通過測(cè)試,該網(wǎng)絡(luò)的丟包率為0,時(shí)延低(平均30.8 ms),傳輸穩(wěn)定,滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制要求。

      5.2 ?通信距離測(cè)試

      通信距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可靠性測(cè)試分無障礙測(cè)試和隔墻測(cè)試,在保證數(shù)據(jù)不丟失的前提下,對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行了50次測(cè)試,查看并對(duì)比數(shù)據(jù)的收發(fā)次數(shù)(發(fā)送50次)計(jì)算出數(shù)據(jù)丟包率,測(cè)試結(jié)果如表1所示。

      表1 ?有效通信距離測(cè)試

      通信測(cè)試1:無障礙通信測(cè)試 通信測(cè)試2:有障礙通信測(cè)試

      組號(hào) 距離(m) 通信狀態(tài)(Y/N) 丟包率(%) 組號(hào) 距離(m) 通信狀態(tài)(Y/N) 丟包率(%)

      1 30 Y 0 1 6 Y 0

      2 50 Y 0 2 8 Y 0

      3 70 Y 0 3 10 Y 0

      4 80 Y 0 4 12 Y 0

      5 82 Y 0 5 14 Y 0

      6 84 Y 1 6 16 N 1

      7 86 N 3 7 18 N 3

      8 88 N 10 8 20 N 10

      9 90 N 25 9 22 N 25

      10 95 N 45 10 25 N 45

      11 100 N 100 11 30 N 100

      結(jié)論:測(cè)試距離在82 m之前無丟包現(xiàn)象,通信穩(wěn)定可靠,在82 m之后開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,因此無障礙有效通信距離可達(dá)80 m以上 。 ? ? ? 結(jié)論:在隔墻(38 cm厚)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,測(cè)試距離在14 m之前無丟包現(xiàn)象,通信狀態(tài)良好,14 m之后數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

      6 ?結(jié) ?語

      經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,基于ZigBee技術(shù)構(gòu)建的無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站突破了有線網(wǎng)絡(luò)物理媒質(zhì)的限制,拓展了DCS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。該無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站組網(wǎng)迅速,信息采集精確,實(shí)時(shí)性好,檢測(cè)和控制穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),可以滿足工業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)采集及DCS系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展的需求。

      參考文獻(xiàn)

      [1]趙眾,馮曉東,孫康.集散控制系統(tǒng)原理及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

      [2]葛智平,郭濤,石耀武,等. 一種DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障分析與優(yōu)化方案探討[J]. 電力科技與環(huán)保 ,2014(4)52-54.

      [3]祝忠方,劉紅. 基于Tiny6410開發(fā)板的應(yīng)用研究[J]. 價(jià)值工程, 2013(23) :210-212.

      [4] ST.STM32W108C8無線MCU 2.4 GHz開發(fā)方案[EB/OL]. http://www.eccn.com/solution_2012082210061222.htm,2012.

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      [8]武永勝,王偉,沈昱明. ?基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計(jì)[J]. 電子測(cè)量技術(shù), 2009,32(11):121-124.

      4 ?軟件設(shè)計(jì)

      ZigBee具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能,本方案采用ZigBee技術(shù)來組建無線通信平臺(tái),軟件部分主要包含網(wǎng)關(guān)與USB-WiFi模塊通信、協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)間通信兩部分。

      4.1 ?網(wǎng)關(guān)程序流程

      Tiny 6410與USB-Wifi模塊相連接,將ZigBee協(xié)調(diào)器上的信息通過無線的方式寫到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,Tiny 6410網(wǎng)關(guān)在共享數(shù)據(jù)庫資源中起到重要作用。

      4.2 ?協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)程序流程

      STM32W108節(jié)點(diǎn)是WSN網(wǎng)絡(luò)的載體,是無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站的核心內(nèi)容,協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)的具體工作。首先將對(duì)應(yīng)的程序燒寫入?yún)f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)中,然后將協(xié)調(diào)器及傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件設(shè)備上電初始化,協(xié)調(diào)器開始協(xié)議棧初始化、掃描傳輸通道并建立網(wǎng)絡(luò),傳感器節(jié)點(diǎn)檢查合適的網(wǎng)絡(luò),加入網(wǎng)絡(luò)后將網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送給協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器收到信息后,將信息接受、處理。其協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖5所示。

      圖5 ?STM32W108協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)流程圖

      5 ?系統(tǒng)測(cè)試

      5.1 ?傳輸時(shí)延與可靠性測(cè)試

      ZigBee作為一種近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線通信,響應(yīng)速度較快,在工業(yè)控制系統(tǒng)傳輸實(shí)時(shí)性和可靠性高。本方案無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站系統(tǒng)通過測(cè)試,該網(wǎng)絡(luò)的丟包率為0,時(shí)延低(平均30.8 ms),傳輸穩(wěn)定,滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制要求。

      5.2 ?通信距離測(cè)試

      通信距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可靠性測(cè)試分無障礙測(cè)試和隔墻測(cè)試,在保證數(shù)據(jù)不丟失的前提下,對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行了50次測(cè)試,查看并對(duì)比數(shù)據(jù)的收發(fā)次數(shù)(發(fā)送50次)計(jì)算出數(shù)據(jù)丟包率,測(cè)試結(jié)果如表1所示。

      表1 ?有效通信距離測(cè)試

      通信測(cè)試1:無障礙通信測(cè)試 通信測(cè)試2:有障礙通信測(cè)試

      組號(hào) 距離(m) 通信狀態(tài)(Y/N) 丟包率(%) 組號(hào) 距離(m) 通信狀態(tài)(Y/N) 丟包率(%)

      1 30 Y 0 1 6 Y 0

      2 50 Y 0 2 8 Y 0

      3 70 Y 0 3 10 Y 0

      4 80 Y 0 4 12 Y 0

      5 82 Y 0 5 14 Y 0

      6 84 Y 1 6 16 N 1

      7 86 N 3 7 18 N 3

      8 88 N 10 8 20 N 10

      9 90 N 25 9 22 N 25

      10 95 N 45 10 25 N 45

      11 100 N 100 11 30 N 100

      結(jié)論:測(cè)試距離在82 m之前無丟包現(xiàn)象,通信穩(wěn)定可靠,在82 m之后開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,因此無障礙有效通信距離可達(dá)80 m以上 。 ? ? ? 結(jié)論:在隔墻(38 cm厚)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,測(cè)試距離在14 m之前無丟包現(xiàn)象,通信狀態(tài)良好,14 m之后數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

      6 ?結(jié) ?語

      經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,基于ZigBee技術(shù)構(gòu)建的無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站突破了有線網(wǎng)絡(luò)物理媒質(zhì)的限制,拓展了DCS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。該無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站組網(wǎng)迅速,信息采集精確,實(shí)時(shí)性好,檢測(cè)和控制穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),可以滿足工業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)采集及DCS系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展的需求。

      參考文獻(xiàn)

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      4 ?軟件設(shè)計(jì)

      ZigBee具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能,本方案采用ZigBee技術(shù)來組建無線通信平臺(tái),軟件部分主要包含網(wǎng)關(guān)與USB-WiFi模塊通信、協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)間通信兩部分。

      4.1 ?網(wǎng)關(guān)程序流程

      Tiny 6410與USB-Wifi模塊相連接,將ZigBee協(xié)調(diào)器上的信息通過無線的方式寫到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,Tiny 6410網(wǎng)關(guān)在共享數(shù)據(jù)庫資源中起到重要作用。

      4.2 ?協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)程序流程

      STM32W108節(jié)點(diǎn)是WSN網(wǎng)絡(luò)的載體,是無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站的核心內(nèi)容,協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)的具體工作。首先將對(duì)應(yīng)的程序燒寫入?yún)f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)中,然后將協(xié)調(diào)器及傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件設(shè)備上電初始化,協(xié)調(diào)器開始協(xié)議棧初始化、掃描傳輸通道并建立網(wǎng)絡(luò),傳感器節(jié)點(diǎn)檢查合適的網(wǎng)絡(luò),加入網(wǎng)絡(luò)后將網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送給協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器收到信息后,將信息接受、處理。其協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖5所示。

      圖5 ?STM32W108協(xié)調(diào)器與節(jié)點(diǎn)流程圖

      5 ?系統(tǒng)測(cè)試

      5.1 ?傳輸時(shí)延與可靠性測(cè)試

      ZigBee作為一種近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線通信,響應(yīng)速度較快,在工業(yè)控制系統(tǒng)傳輸實(shí)時(shí)性和可靠性高。本方案無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站系統(tǒng)通過測(cè)試,該網(wǎng)絡(luò)的丟包率為0,時(shí)延低(平均30.8 ms),傳輸穩(wěn)定,滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制要求。

      5.2 ?通信距離測(cè)試

      通信距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可靠性測(cè)試分無障礙測(cè)試和隔墻測(cè)試,在保證數(shù)據(jù)不丟失的前提下,對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行了50次測(cè)試,查看并對(duì)比數(shù)據(jù)的收發(fā)次數(shù)(發(fā)送50次)計(jì)算出數(shù)據(jù)丟包率,測(cè)試結(jié)果如表1所示。

      表1 ?有效通信距離測(cè)試

      通信測(cè)試1:無障礙通信測(cè)試 通信測(cè)試2:有障礙通信測(cè)試

      組號(hào) 距離(m) 通信狀態(tài)(Y/N) 丟包率(%) 組號(hào) 距離(m) 通信狀態(tài)(Y/N) 丟包率(%)

      1 30 Y 0 1 6 Y 0

      2 50 Y 0 2 8 Y 0

      3 70 Y 0 3 10 Y 0

      4 80 Y 0 4 12 Y 0

      5 82 Y 0 5 14 Y 0

      6 84 Y 1 6 16 N 1

      7 86 N 3 7 18 N 3

      8 88 N 10 8 20 N 10

      9 90 N 25 9 22 N 25

      10 95 N 45 10 25 N 45

      11 100 N 100 11 30 N 100

      結(jié)論:測(cè)試距離在82 m之前無丟包現(xiàn)象,通信穩(wěn)定可靠,在82 m之后開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,因此無障礙有效通信距離可達(dá)80 m以上 。 ? ? ? 結(jié)論:在隔墻(38 cm厚)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,測(cè)試距離在14 m之前無丟包現(xiàn)象,通信狀態(tài)良好,14 m之后數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

      6 ?結(jié) ?語

      經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,基于ZigBee技術(shù)構(gòu)建的無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站突破了有線網(wǎng)絡(luò)物理媒質(zhì)的限制,拓展了DCS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。該無線DCS現(xiàn)場(chǎng)控制站組網(wǎng)迅速,信息采集精確,實(shí)時(shí)性好,檢測(cè)和控制穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),可以滿足工業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)采集及DCS系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展的需求。

      參考文獻(xiàn)

      [1]趙眾,馮曉東,孫康.集散控制系統(tǒng)原理及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

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