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近年来,工业测控已经从传统的单机仪器、局部的自动测控系统发展到全分布式的网络化测控系统,网络化是现代测控技术的主要特点之一。以Ethernet作为系统中的核心网,以工业级的现场总线作为本地设备节点间的传输媒介,这就是一个工业网络测控系统的典型结构。现场总线本质安全,数据传输速率高、传输距离远,并且有着较好的抗干扰性能。但是,物理链路受空间位置限制,网络扩展性差,这是有线方式的不足。
随着无线通信技术的不断发展,尤其是一些短距离、非标准无线射频协议的无线技术的兴起,无线网络在工业测控领域展现了良好的应用前景。本文就嵌入式网络测控系统的功能要求,提出了一套基于无线技术的解决方案;该方案组网简单,健壮性强,可随时根据需要增加或删减网络节点,具有较好的实用价值。本文的工作主要体现在以下几个方面:
1、设计了基于32位ARM7处理器S3C44BOX的嵌入式无线网络测控系统的硬件平台。该平台提供了串口和网口,预留IIS声音接口供后续之用,通过网口连接到Ethemet,利用nRF2401无线芯片作主控节点和各从节点间的通信媒介,采用的是主从式的无线网络结构。
2、移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,实现了UDP协议,编写了nRF2401的驱动和通信程序,实现了主控节点与远端PC机、主控节点与各从节点的相互通信。
3、分析了系统实时性、安全性和可靠性的问题,并就如何提高这些性能指标给出了具体的改善措施。
4、将该测控系统应用到粮情测控系统中,给出了具体的设计方案。