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基于nRF2401的工控网络的设计与实现
资料介绍
将无线通信技术应用于工业控制网络已成为工业控制领域的研究热点。传统工业现场总线大多采用有线的传输介质,这样在传输介质上会消耗大量财力、物力,随着无线通信技术的飞速发展,无线网络逐步进入工业控制领域,特别是具有全球开放性通信协议的2.4GHz短距离无线传输技术的引入,加速了无线工业控制网络的开发与发展。本课题对以挪威Nordic公司nRF2401无线收发芯片为通信基础的工业控制网络进行了研究,其目的和意义在于探索无线通信技术在工业控制网络环境中的运行状况,提供一种简单实用的无线监控网络产品,为后期研究无线通信技术在工业控制环境下的应用提供一种实践基础。
本文在对现场总线和无线通信技术深入研究的基础上，提出一种基于nRF2401为核心通信芯片的通信网络,重点介绍了基于nRF2401工业控制网络的硬件设计过程和软件设计架构。研究的工业控制网络包括工业现场数据采集、模拟量数据转换以及监控数据的无线传输等几部分。在硬件设计中介绍了基于SPI串口传输芯片的软件模拟过程及外围电路,其中包括nRF2401芯片和模拟量转换芯片TLC5615。在软件设计架构中介绍了主站、从站之间无线通信的握手协议,并重点介绍了通信报文结构对无线传输速度的影响。此外,介绍了该无线工控网络在测试过程中遇到的问题,并对所遇到的问题进行理论分析,提出合理的解决办法。本研究的主要内容在整个无线工业控制网络开发架构中位于最低层,属于硬件开发层,直接利用上位机和单片机控制无线发射芯片,设计开放性通信协议组成无线通信网络,其设计符合嵌入式系统的要求,并兼顾工业现场环境。其设计思路可作为设计其他现场总线(工业控制网络)借鉴。
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| 基于nRF2401的工控网络的设计与实现.pdf | 557K |
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