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连接?远程监测?其实一点都不难(上)

连接?远程监测?其实一点都不难(上) 青岛合鑫泰工业技术有限公司
2020-11-10
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导读:点击关注▲ “邦纳”,开启智造之旅目前,大多数设备的监测及诊断系统都是基于现场的或基于局域网的分布式系统,此

点击关注▲ “邦纳”,开启智造之旅


目前,大多数设备的监测及诊断系统都是基于现场的或基于局域网的分布式系统,此种体系结构相对封闭,故障诊断与维修都会受到人力、技术和地域的限制,故障诊断的时效性也受到一定的影响。因此,将设备故障诊断技术与计算机网络技术相结合,建立一种开放式的远程监测诊断系统,己经成为趋势所在。接下来小编将从无线科技、ISM电台频率等几个方面带您了解连接与远程监测的基础知识!




什么是无线科技?



什么是无线?



  • 不使用电线或电缆的空中通信 

  • 可以是:手机、蓝牙、红外线、RFID、WIFI、对讲机、GPS(卫星)

  • 可以传输:声音、视频、短信等等


邦纳的无线是哪种?

  • 类似WIFI的网络结构

    网关就像路由器

    节点就像如电话/计算机/打印机等

    双向通信


  • 提供2.4 GHz 频段(中国地区不支持900 MHz频段)

  
  • 采用跳频扩频 ( FHSS ) 技术

    在中心频率(900MHz或2.4GHz频段)的27个不同频率上随机跳

    任何冲突或丢失的数据包都将在以后以新的随机频率(每62.5毫秒)重新传输


  • 在途时间短 

    只发送IO数据,不发送特定信息,很难被“侵入”


  • 发送和接收I/O数据(开关量,模拟量,串行,Modbus等)

 
  • 网关(主站)和节点(从站/中继器)之间专用绑定地址

    节点将只与它绑定的网关通信,不会与其他设备通信




ISM电台频率



ISM无线电频率

ISM频段最初是为产生无线电噪声但又不是无线设备保留的,其中包括射频过程加热器、微波炉和医疗透热机。这些设备强大的无线电发射会产生电磁干扰,并干扰使用同一频率的无线电通信,将设备限制在特定频段。认证对传输功率、传输持续时间和使用的通信方法进行了严格的限制。



  • 美国,联邦通信委员会 ( FCC ) 将射频频段的频率分成不同的用途 

  • ISM频段最初是为产生干扰的非无线电设备预留的 

  • 现代的进步使设备即使在这种背景噪声下也能可靠地通信 

  • ISM频段的设备通过了FCC认证


ISM无线电频率:邦纳的频率

  • 900 MHz:无线电话、对讲机、业余电视、调频中继器

  • 2.4 GHz:Wifi、蓝牙-视频游戏、ZigBee电台、无线Hart电台




网络类型



星型VS多跳型

星型网络

  • 点对点,点对多,单跳 

  • 独立或主机控制网络 

  • 预定义的链路损耗输出 

  • DX80/Performance/网关-节点


多跳网络

  • 点对点,通过中继器的多跳 

  • 只能主机控制(需要Modbus主站) 

  • 自愈网络 

  • 多跳/主-从/数传电台


MeshVS多跳

Mesh 网络

  • 每个电台有多个连接 

  • 主电台可以放置在网格中的任何位置 

  • 效率较低,距离较短,通常速度较慢 

  • 添加新节点会减慢整个网络的速度

多跳网络

  • 具有定义的主站、中继器和从站的受控路径 

  • 主站电台控制网络内的定时和路由 

  • 添加额外的电台不会降低整个网络的速度 

  • 每个网络最多50个电台




网络通信



TDMA

时分多址 ( TDMA) 是一种通信访问方法,它为网络上的每个设备提供一个特定的通信时隙,确保设备之间没有冲突。相反,基于争用的体系结构允许网络上的所有设备同时访问通信通道,从而导致传输/数据冲突。当发生冲突时,两个节点的消息都将丢失,并且两个节点必须尝试再次发送它们的数据。TDMA体系结构还有助于高效的电源管理程序。当每个设备都知道接收或发送的时间段时,收音机就不必一直“听”了。电力使用可以有效管理,允许无线电设备在必要时使用3.6伏锂电池。



TDMA – 时分多址

  • 网关在指定的时间段内与每个节点进行单独通信 

  • 消除网络上电台之间的数据冲突 

  • 每个电台都有发射和接收的机会




  • 每个网络8节点 - 0.0625秒更新周期  

  • 每个网络16节点 - 0.125秒更新周期  

  • 每个网络32节点 - 0.250秒更新周期 

  • 每个网络47节点 - 0.500秒更新周期 

  • 在理想(实验室)条件下


FHSS VS DSSS

▲FHSS VS DSSS对比图


▲跳频扩频(FHSS)和时分多址(TDMA)工作图


多跳

  • 主从网络 
    主站电台建立定时并控制通信 
    从站电台不能建立任何和主站的通信 
    从站电台不能和其他从站通信

  • 需要Modbus主站 
    从站之间的通信由Modbus主站 ( PLC,Host 系统,DXM ) 发起 
    主站电台路由对无线和有线从站设备发起请求




邦纳的无线安全性



邦纳无线安全

  • 跳频 ( FHSS ) 和TDMA 

  • 网络隔离 

  • 专有协议 

  • 低价值目标 

  • 无法发送恶意TCP/IP数据包


wifi环境中的邦纳无线

邦纳的无线系统可以和已有的802.11 ( Wi-Fi ) 网络共存吗?是的,它会工作的异常出色!


电台只有在发射时才能干扰,邦纳无线的低数据速率和狭窄的频带使得它对于802.11b来说几乎是沉默的。


  • Wifi ( 802.11 ) 

    功率:100mW

    通信:DSSS

    频率:2.4 – 2.483 GHz ( 22MHz 间距 ) 

    信道:13个 


  • 邦纳无线  

    功率:65mW

    通信:FHSS

    频率:2.423 – 2.478 GHz (2MHz间距 ) 

    信道:27



未完待续



点击底部阅读原文,联系邦纳工程师!

END

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本公司是集工业自动化传感、检测、控制产品代理销售,视觉系统集成,项目开发为一体的高科技公司。主要经销品牌为邦纳(BANNER)、保策(BIRCHER)、嘉准(F&C)、雷赛(leadshine)、显控(Samkoon)
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