專利名稱：基于非標準無線射頻技術的Device Net現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I/O通信裝置的制作方法
基于與^^準^IM頻^的DeviceNet現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I/O通信^S駄領域本發(fā)明涉及一種基于非標準無線射頻技術的DeviceNet數(shù)字模擬 1/0通信，，其育,支持DeviceNet報文處理，可以fflii DeviceNet進行遠端訪 問和控制。同時將職技術應用于DeviceNet現(xiàn)場總線，實現(xiàn)了對現(xiàn)場 的琉背景駄DeviceNet是一種低成本的通信總線。它將IDlk設備連接到網(wǎng)絡， 從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設備間的通信，同時又皿了相 當錢的設備級診斷功能，這^M51硬驗I/0接口t歐隹實現(xiàn)的。DeviceNet是一 種簡單的網(wǎng)絡解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的互換性的同時，減少了硬 接線和安^xik自動化設備的成本和時間。非標準無線射頻技術的特點在于沒有，的通信協(xié)議，旨無線通信的,鏈 路層協(xié)議頓集成在硬件芯片中，具有低成本，開發(fā)周期短的優(yōu)點。在某些只需要 簡單無線連接的應用領域，如住宅和樓宇自動化，X^制設備等，輛示準無線射 頻t^:可以作為一種低成本、低功耗、育辦',開發(fā)的方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是解決XMk環(huán),過禾M^制環(huán)境下的移動對象、旋轉設 備穀用有線的物理介質(zhì)轍隹或根本無法實IIi[^通信的問題,鄉(xiāng)一種基于輛示 準，射頻技術的DeviceNet現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I/O通信,。本發(fā)明設計包括，從節(jié)點及DeviceNet節(jié)點，DeviceNet節(jié)點育,直^^ 到總線上，無需專門的總線接入設備就可以與總線上其他節(jié)點進fi^信。，從節(jié) 點采用了非標準無線射頻技術，其娜f^r速度決，可以在底層對數(shù)字模擬量按照 需要進行處理并與DeviceNet從節(jié)點進fi^通信。本發(fā)明提供的基于3財示準無，頻技術的DeviceNet現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I/O通31) ，^ti模塊對數(shù)字量模擬mffiB線^lr。無線^lr模塊中的，收發(fā)芯片選取nRF24L01. nRF24L01是一款IOlk級內(nèi)置^J 各層邏輯的2.4GHz超低成 本的，收發(fā)芯片，支持多點間通信，最高fHr速率達2Mbit/s，比M具有更高的^lr速度。 ^A的鄉(xiāng)各層控制M^了 mcu的M^性和成本并且提高了i^^lr的可靠性，與頓不同的是，riRF24L01沒有錄的通信協(xié)議，它完全對用戶透明， 艦一個標準的spi接口與外圍控制器連接。在 ^系統(tǒng)中，將無線4彌的實 現(xiàn)模謝七，即設計出專門用于實現(xiàn)無線 傳輸?shù)哪K，只留出用于和mcu連接 的接口。2) 琉從節(jié)點對數(shù)字量模擬翻測處理雜制無線傳輸模塊。無線從節(jié)點電路由三部分纟賊無線模塊，微控制器，繊采集單元。無線模t央mspi接口與,制器連接，實11 的收發(fā)。,制器采用AT89S52，主要實現(xiàn)讀取 采集單元 ，控制無線模i央雌的功能，麵采集單元的設計比較靈活，鵬制 器選取P0 口作為與i^采集單^t間的接口，最簡單的設計可以為一個撥碼開關， 撥碼開關的狀態(tài)由,制器M讀取PO 口的狀態(tài)得到，當然，也可以根據(jù)需求做 不同的選擇。例如魏蹄取模擬量時，只要將模數(shù)轉換電路的數(shù)字量輸出接口與 ,制器的P0 口連接即可。3) DeviceNet節(jié)點用來與無線從節(jié)點進行I/O通信，同時作為DeviceNet 現(xiàn)場總線上掛接的從設備，與DeviceNet主站通信。電路主要由3部分組成 制器AT89S52， CAN控制器SJA1000， CAN總線驅動器82C250。,制器的P1 口與 M模i央連接，P0 口與SJA1000連接，主要負責M模塊和SJA1000的初始化， iliiS制無線模塊實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的接收和m，通過控制SJA1000實J見總線it^的 接收和發(fā)送。SJA1000的CS端連接到，制器的P2. 0， P2. 0為0時MCU片外存儲 器地址可選中SJA1000， MCU M31^些地址可對SJA1000執(zhí)行相應的讀寫任務。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本,具有非常強的靈活性與柔韌性，可以實現(xiàn)數(shù) 字量或者模擬量(進行AD轉換后)的，傳輸，解決了許多工業(yè)環(huán)，過禾鵬制 環(huán)境下的膽，如移動m^轉設備上的傳感器，手持的 采集設備，距離遠 的單設備、傳感器、執(zhí)行器等，臨時安裝的器件，采用有線的物理介質(zhì)連接較難甚 至無法實現(xiàn)的問題。同時，還擴展了 DeviceNet網(wǎng)絡的應用范圍。
圖1為本發(fā)明麟的通信體的灘圖；圖2為無線ftlr模塊電路圖；圖3為無線從節(jié)點TO原理圖；圖4繊從節(jié)點辦流程圖；圖5 DeviceNet從節(jié)點電路原理圖；圖6 DeviceNet從節(jié)點禾，流程圖。具#^ 式-實施例l如圖1所示，本發(fā)明提供的基于輛示準，射頻技術的DeviceNet現(xiàn)場總線數(shù) 字模擬l/0通信裝置，包括1) 無線fHlt莫塊用 行， 通信(具體電路參見圖2)。2) ，從節(jié)點用 行1/0 處理，包括AD轉換，對數(shù)字量模擬皿fiil處理并進行i^^lr^ (具體電路參見圖3);3) DeviceNet節(jié)點作為無線主節(jié)點，接收無線從節(jié)點#11的 ，同B寸掛 接在DeviceNet現(xiàn)場總線上，用于與DevicNet主站進行I/O通信(具體電路參見 圖5)。本發(fā)明中，Device節(jié)點通過無線方式接收現(xiàn)場采集的數(shù)字量和模擬量(AD轉換 后)，并根據(jù)對DeviceNet協(xié)議的解釋從網(wǎng)絡上其他節(jié)點獲得指令^icMo將基于非標準無線射頻技術的DeviceNet現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I70通信裝置接入 DeviceNet總線，首先進行節(jié)點MAC ID和通信波特率的設置。隨后初始toeviceNet 鄉(xiāng)屬性，初始^DeviceNe通信參數(shù)，體定時器和CAN控制寄存器。這樣，設 備初始4bl程完成。然后向DeviceNet總線上發(fā)送重gMACID檢測，檢測總線上有 無相同的MACID。檢測M;后節(jié)點就連上了DeviceNet總線(具體工作流程參見圖 6)。連接K^后，節(jié)點就可以在無線從節(jié)點與DeviceNet主節(jié)點之間Mf&i旬方式實 現(xiàn)正常的娜交換了。
權利要求
1、一種基于非標準無線射頻技術的DeviceNet現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I/O通信裝置，其特征是該裝置包括1)無線傳輸模塊用于進行無線數(shù)據(jù)通信；2)無線從節(jié)點用于進行I/O數(shù)據(jù)處理，并控制無線傳輸模塊的數(shù)據(jù)通信；3)DeviceNet節(jié)點作為無線主節(jié)點，接收無線從節(jié)點的數(shù)據(jù)，同時掛接在DeviceNet網(wǎng)絡上作為從節(jié)點，將無線接收到的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源與DeviceNet主站進行數(shù)據(jù)通信。
全文摘要
基于非標準無線射頻技術的Device Net現(xiàn)場總線數(shù)字模擬I/O通信裝置，解決了許多工業(yè)環(huán)境及過程控制環(huán)境下的對象，如移動對象或旋轉設備上的傳感器，手持的數(shù)據(jù)采集設備，距離遠的單設備、傳感器、執(zhí)行器等，臨時安裝的器件等，采用有線的物理介質(zhì)連接較難甚至無法實現(xiàn)的問題，從而增加了Device Net總線的應用范圍。本發(fā)明裝置包括無線傳輸模塊用于進行無線通信；無線從節(jié)點用于進行I/O數(shù)據(jù)處理，并控制無線傳輸模塊的數(shù)據(jù)通信；Device Net節(jié)點作為無線主節(jié)點，接收無線從節(jié)點的數(shù)據(jù)，同時掛接在Device Net網(wǎng)絡上作為從節(jié)點，將無線接收到的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源與Device Net主站進行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明裝置采用非標準無線射頻技術，沒有復雜的協(xié)議層，具有低功耗、低成本的優(yōu)點。
文檔編號H04L12/28GK101252493SQ200810052578
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權日2008年4月1日
發(fā)明者焦春來, 陳在平 申請人:天津理工大學