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工业测控实时无线网络技术研究
资料介绍
随着工业测控技术的不断发展，无线通信技术得到了越来越多的关注。为了获取现场信息，短距离无线通信技术得到越来越多的应用。目前考虑到无线传感器节点在测控中的位置，具有低成本、低功耗、实时性等优点的无线传感器节点非常适合应用在工业测控领域中。这样，性能优越的无线传感器节点对于环境参数采集，数据处理与传输，实时控制命令的反馈就至关重要。
本文基于IEEE802.15.4/ZigBee无线通信协议设计的MSP430单片机和CC2420的硬件节点，成功地实现了几种结构的无线数据的传输。通过电磁兼容性与信号完整性方面的理论分析，为节点硬件电路分析做了基础。在多层射频PCB电路板绘制的过程中，综合考虑了传输线效应，阻抗匹配和系统接地等因素。通过芯片的一些性能能够保证系统静态功耗最小化，而软件设计流程中，采用状态转换模式和中断唤醒机制在降低系统动态功耗的同时也能够简化系统结构。采用短距离多跳传输方式，以及降低数据碰撞概率机制都能够提高系统的实时性能。
本文通过使用MSP430内部AD模块采集信号发生器的信号，验证了数据传输的精度能够满足一定的要求。利用实验室现有设备测试了节点在工作中不同状态的电流消耗，这些参数值相比于理论值都能在一定的误差范围内。通过软件测试数据传输的延迟，在一定程度上也能够满足工业现场中要求不苛刻的场合。整个系统在硬件上能够稳定传输数据，在软件上能够保证系统的实时性要求。最后可以证明采用这种方式设计的系统具有一定的应用价值。
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