[实用新型]无线传感与执行控制器网络设备

说明书

技术领域

实用新型涉及一种无线传感与执行控制器网络设备，采用基于短距离射频通信的工业无线网络技术，属于工业测控领域。

背景技术

当前的工业测控系统和设备主要采用可编程控制器或工业控制计算机为核心，以现场总线方式或者工业以太网通信方式对工业现场进行测控，现场传感器和被控设备与控制中心设备的互联互通采用硬介质，不仅布线复杂、施工和维护麻烦，而且成本特别高。随着技术的发展，工业测控由现地控制方式发展为现地控制和远程控制互为备份的控制方式并存，现在广为应用的远程控制主要利用公用通信网络作为远程通信介质；利用大功率窄带数传电台进行点到点或点到多点的无线控制方式在对SCADA应用中较为常见。利用公网传输控制命令和设备状态信息存在公网安全性和可靠性依赖通信网路运营商，公网瘫痪时，用户无能为力，其次，利用大功率窄带数传电台进行点到点或点到多点的数据传输，难以构造信道冗余备份的可靠的网络通信环境。

另外，以可编程控制器或工业控制计算机为核心构建的工业测控系统和设备的互联互通便利，但是可编程控制器或工业控制计算机只适用于测量和控制对象较为复杂且密集的地方，主要采用本实用新型在研究工业无线传感器网络的前沿技术的基础上，依据工业控制系统工作环境，采用无线传感器网络技术部署新型工业测控通信网络平台，实施对现场设备工作状态监测、控制和故障诊断。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有工业控制网络系统安装布线复杂，维护麻烦等缺点，提供一种无线传感与执行控制器网络设备，采用基于短距离射频通信的工业无线网络技术，适用于各种工业现场、移动设备测控、环境监测、水利水文监测监控，实现无线远程测量和控制。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型无线传感与执行控制器网络设备，其特征在于由无线传感器/执行器网络网关节点、n个协调者节点、m个终端采集控制节点组成，其中无线传感器/执行器网络网关节点通过RS232异步串行通信接口与上位机管理系统互联，无线传感器/执行器网络网关节点通过Zigbee协议和协调者节点无线通信，协调者节点通过Zigbee协议与终端采集控制节点无线通信，终端采集控制节点输出控制量于受控对象实现现场信息采集和测量，所述n和m都为自然数。

本实用新型无线传感与执行控制器网络设备及其方法，采用基于短距离射频通信的工业无线网络技术，其适用性强，与测控类型无关；整个系统只需要无线控制节点和采集隔离板，成本低，安装容易。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成示意图；

图2是本实用新型的终端采集控制节点结构图；

图3是本实用新型的终端采集控制节点电路原理图；

图4是无线传感器/执行器网络协调者节点的工作流程图；

图5是无线传感器/执行器网络终端采集控制节点的工作流程图；

图6是无线传感器/执行器网络上现场部署示意图；

图7是终端采集控制节点的信号输入/输出接线端子部署示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型由无线传感器/执行器网络网关节点1、协调者节点21、协调者节点22、协调者节点23、终端采集控制节点31、终端采集控制节点32组成。无线传感器/执行器网络网关节点1主要完成Zigbee协议和RS232串行口物理层协议的转换；协调者节点21、协调者节点22和协调者节点23主要完成无线数据和控制信令的中继和路由；终端采集控制节点31和终端采集控制节点32输出控制量于受控对象、现场信息采集和测量。

无线传感器/执行器网络技术是二十一世纪十大新兴技术之一。本实用新型采用ZigBee协议和应用层自定义协议作为无线通信协议，它是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。基于ZigBee技术和应用层自定义协议的无线传感器/执行器网络可最多容纳65,000个设备，且网络自组织、自愈能力强，通信可靠，特别适用于移动设备测控、环境监测、水利水文监测监控等低传输率、短距离、低功率的领域。

该系统具有以下优点：1)安装方便，维护容易；2)可重配置，适应性强；3)能实现无线远程测量和控制；4)成本低。