网络终端-电子设备诊断系统中RFID系统取ZigBee收集
2018-08-22
ZigBee节点的参数次要包罗通信距离,丢包率和RSSI等。此中RSSI值为信号强度检测值▽,不外这里所给出的RSSI值并不是CC2430数据手册所定义的值,而脚通过挪用aplGetRxRSSI()函数获得的。其测试数据如表1所列   CC2430由于已将良多功能都集中正在芯片内了★○,所以,统取ZigBee收集夹杂组网的设想取实现其外围电设想获得了简化。CC2430采用两种工做电压▲▓…,内部利用1.8 V的工做电压,外部数字I/O口利用3▪-•.3 V电压★…○,片内集成一个自流稳压器,可以或许把3.3 V的外接电压转换成1.8 V的电压●▓,如许,外围电就只需要考虑3.3 V的电源供应,而不消再特地设想一个电压转换电。天线部门为了削减组件的个数★,仪器公司供给了一个合用于CC2430的微带线所示▓   LCD显示模块的工做需要利用SPI串行通信体例•。模块有一个复位引脚,对该引脚输入一个低电平的脉冲可使模块复位●▼▷,复位需要低电平输入持续至多10 ms▲◇,正在恢复输入高电平后期待15 ms后方可对模块进行显示节制操做(即通过串行接口输入指令和数据)▷。正在通过串行SPI对模块进行节制时,CS为从机选择线;CS从高电平变为低电平后,模组起头领受串行通信的第一个数据(即节制指令),模组对SDA的采样正在每个时钟线SCK的上升沿进行,当CS为高电日常平凡,传输无效   本设汁正在TX模式下,把两个差分RF引脚的输出连系为一个单端50 Ω的RF信号,并正在RX模式下把单端50 Ω天线信号分成差分RF信号。供给给输出阶段的婚配以及DC也正在巴伦中实现。这个巴伦设想包罗两个用于婚配的组件(L1和L3)、网络终端一个RF块(L2)以及一个DC块(C2)…▲●。除了上述四个分立组件外,还有一个1/2波长的长传输线▲▽◇,可用于准确的RF信号相位以及一个70 Ω…▼、23度的传输线的婚配☆-■。为了实现合适的机能,恰当长度的传输线波长传输线之间的布线的恰当尺寸也很主要。选择这个布线的尺寸能够确保合适的婚配。巴伦布线的受第一层布线取下面接地平面之间距离的影响=★▷。因而参考设想利用1 mm厚的两层FR4基板▓   该方案将RFID阅读器和ZigB ee终端集成为ZigBee-RFID节点,可实现两个收集的夹杂组网。现实测试成果表白▽◁,本设想能够使RFID系统和ZigBee收集优良的连系▼○,从而处理保守RFID阅读器结构受限的问题,具有必然的适用性和推广价值   RFID节点上也能够显示出来,从而形成了一套笼盖范畴广,功能强,及时性好的电子设备诊断系统▓   通过测试可知,节点内通信一般,工做机能不变●○▪,可以或许满脚电子设备近程诊断系统中诊断数据无线传输的要求。ZigBee节点的通信距离也跨越设想要求!  此外,用户正在传输给模块指令时,若是指令是附带有指令数据的●■,则需要正在200 ms以内将数据传输模块,不然将会发生超时错误▪▼。BUSY线会正在缓冲区快满的时候输出高电平,曲到缓冲区的数据和指令处置完当前才会拉低。SPI串行通信时序图如图8所示▓   工做时,CC2430通过串行SPI对模组进行节制▪◁,CS为从机选择线;CS从高电平变为低电平后,模组起头领受串行通信的第一个数据▪▲,即节制指令,模组对SDA的采样正在每个时钟线的SCK上升沿进行,当CS为高电日常平凡,传输无效▓   目前,有些采用RFID射频识别安拆的检测系统虽然可以或许获得设备的健康消息,可是,无论是同定式的RFID阅读器仍是挪动式阅读器,将数据及时传同办事器的体例无非是采用的体例或者用存储卡来转移数据。通信体例的检测范畴无限△▼-,而挪动式阅读器又无法满脚及时性的需求○▼◇。针对这一问题•▪,本文提出了一种将RFID阅读器取ZigBee无线收集终端整合的方案,该方案使得RFID阅读器也成为ZigBee无线收集的一个节点,如许,检测的范畴能够极大的拓展,及时性的需求也能够获得满脚。本文的次要工做是考虑ZigBee终端若何取RFID阅读器通信以及本身形态转换的问题,具体阐述了ZigBee终端取RFID阅读器夹杂组网的软硬件设想方式!  由于RFID阅读器模块和ZigBee终端模块之间需要进行通信,同时,正在调试时▽•◁,也需要取计较机进行串行通信,所以放置了两组跳线,以便利RFID阅读器模块和ZigBee模块的选择和彼此通信,同时也可各自毗连电脑以便利调试。当需要调试或取电脑毗连时◁☆○,跳线芯片的次要感化是将TTL电平为RS232电平■○。SP3232芯片所需供电电压低▷•,适合便携式设备使用。各模块间的具体毗连图如图4所示   本文引见了电子设备近程诊断系统的框架=,并着沉引见了该系统中无线传输的部门,指出了本设想的手艺机能劣势●◇■。尝试表白,正在电子设备近程诊断系统中,采用RFID系统取ZigBee收集相连系的体例具有通信距离远□,组网矫捷和不受毗连的局限等诸多劣势   ZigBee-RFID节点的使用法式采用无限形态机气概▓◇◁,其形态转换关系如图7所示。此中形态关系次要分为:节点插手收集;节点插手成功消息传递;节点环节使用以及节点收集。正在节点环节使用形态里◁▽,UART口和ZigBee无线收集都处于期待领受的形态,两个形态都有必然的期待时限,网络终端一旦超时,则彼此转换☆★◆,曲到此中一个形态领受到数据▷。此中UART领受设置为中缀领受。若是UART口领受到来自RFID阅读器的数据☆=,ZigBee-RFID节点当即将数据存储并处置后显示正在LCD上,然后打包发送回协调器★▷,再通过协调器传回给办事器,发送成功后转入ZigB ee收集动静期待的形态。若是有来自办事器或者ZigBee收集的动静,则领受并按照领受的动静进行响应的处置,若是是ZigBee收集的节制消息•◆,则进入响应节制消息形态★;若是是上位机对RFID阅读器的操做消息,则转入UART发送形态,并将操做消息转发给阅读器。网络终端-电子设备诊断系统中RFID系处置完毕后,再回到UART口领受期待的形态△■-,继续取ZigBee无线收集期待形态一路,切换着期待新的消息●-!  本系统的测试次要分为两个方面,即RFID阅读器取ZigBee节点通信的测试和ZigBee节点参数的测试△☆。测试时,起首设置RFID阅读器对三个标签别离读写1 000次,然后通过上位机察看ZigBee节点传回的动静▲,便能够得知阅读器能否将读取的标签消息传给了ZigBee节点☆…。测试成果是全数读取,由此可知,RFID阅读器和ZigBee节点的通信是靠得住的▓   为了使ZigBee收集节点工做的环境更通明■☆,本没汁为节点加上了一块LCD屏幕以显示其工做形态、各项参数和部门数据◇。所利用的MzLH03 -12864为一块128×64点阵的LCD显示模组▪□▷。网络终端该模组利用串行SPI接口▪,除电源线之外通信毗连需要一根片选线(CS)、一根时钟线(SCK)◁•、一根数据线(SDA)以及一根BUSY线即可★,其引脚毗连图如图5所示!  电子设备近程诊断系统的总体布局如图1所示▽◆,本设想的次要丁做是设想并实现RFID阅读器取ZigBee无线收集的夹杂组网,用于对电子没备健康形态参数的采集和存储○•▲。RFID标签将从被测电子设备上采集健康形态参数,然后通过ZigBee-RFID节点内部的RFID阅读器模块读取这些数据并传给ZigBee终端模块,最初颠末无线收集传输给ZigBee协调器▽▷,协调器取上位机办事器采用USB口毗连▷,健康形态参数传回给办事器后★◁,操纵电子设备毛病诊断和预测软件对数据进行阐发后即可获得该被测配备的健康消息▪。办事器上的毛病诊断和预测软件还可供给近程登录功能•=,通过互联网即可到被测配备的健康形态。ZigBee RFID节点的设想里有LCD显示模块-,一些较着的和易被检测的毛病正在ZigBee-▓   整个ZigBee-RFID节点的硬件设想框图如图2所示,分为RFID阅读器模块和ZigBee终端模块,此中RFID阅读器模块采用的是操纵nRF9E5芯片设想的无线射频收发模块,其接口次要包罗电源、4个A/D口和12个I/O口▓☆,以便利矫捷地应对各类扩展使用◆。因为nRF9E5中没有片内Fla sh等存储器★▼,所以▽▼,法式代码必需从片外存储器拆载,操纵SPI接口从片外E2PROM加载法式时,其默认利用的存储器为25AA320…○。本设想中次要使用的就是这四个SPI接口以及两个I/O口来进行UART串行通信。ZigBee终端模块采用仪器的CC2430芯片●▷◆。该芯片集成了ZigBee射频前端、内存和1个8位处置器(8051内核)◇▓★。系统中的CC2430正在领受和发射时的工做电流均低于27 mA,休眠时最低仅0.6μA☆★,加上其休眠模式取工做模式的超短切换时间等特点=▽,都使得其很是适合对电池寿命要求很高的使用  ZigBee-RFID节点的软件设想次要包罗ZigBee收集的成立、组网、数据传输以及ZigBee终端模块取RFID阅读器模块的通信等部门☆。这些使用均运转正在ZigBee和谈栈的使用层,ZigBee和谈栈根基是按照OSI收集模子来定义的=,由IEEE802.15.4定义物理层和MAC子层,然后ZigBee联盟继续定义收集层和使用层▷。本设想的使用法式底层运转的是MSSTATE_LRWPAN和谈栈。使用法式起首对CC2430进行初始化●★☆,然后对和谈栈初始化,再初始化串口和LCD显示模块(ZigBee-RFID节点)…☆,接着判断能否为协调器,若是是协调器▓,则成立收集,然后处置各类收集消息;若是是ZigBee-RFID节点,则进入使用法式无限形态机FSM。其使用法式流程图如图6所示▓