如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样,越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展,比如第一代产品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用,如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径,工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能,标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等, 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种,蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用,如无线视频监控和汽车音响系统),当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术,工作在2.4GHz国际免执照的频率,在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络, ZigBee是有两部分组成,物理和链路层符合IEEE802.15.4, 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织,有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员, ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台, 制定网络层和应用架构的公共规范,希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务,它工作在标准的GSM频率,由于是一个分组交换系统,它适合工业上的突发,少量的数据传输,还因为GSM网络覆盖广泛,永远在线的特点,GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的,它通过RS232全双工接口和单片机连接,软件上这些模块都内置了GPRS,PPP和TCP/IP协议,单片机侧通过AT指令集向模块发出测试,连接和数据收发指令,GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i,飞思卡尔G24,索爱GR47/48, 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种,一般来讲,如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话,可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机, 见图1,它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面, 具有稳定可靠的CC2420收发器,增强性的8051内核,8KRAM,外设有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全协处理器,三个版本分别是32/64/128K的闪存,以128K为例,扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码,即使完整的ZigBee协议,还有近1/2的空间留给应用代码,这样的无线单片机除了处理通讯协议外,还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似,集成了HC08单片机核心, 16/32/64K 闪存,外设有GPIO, I2C和ADC, 软件是Beestack 协议,只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势, 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色,它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案,见图2。
上传时间: 2013-11-02
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网络摄像机是当今网络视频应用的一大热点,根据这方面的应用需求提出了一种全新的解决方案。该方案的实现是基于TMS320DM642处理器的,并且采用JPEG编码标准,最终实现了一个成本低廉且具有实时视频采集压缩功能及以太网传输功能的网络摄像机。
上传时间: 2013-10-31
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针对目前现有的无线通信铁鞋系统在使用过程中出现的问题,提出一种新型的智能铁鞋设计方案。该系统的拓扑结构由协调器和采集器节点构成,利用ZigBee无线传感器网络实现节点间的互联组网,采用CC2531作为协调器节点的核心控制芯片,CC2530作为采集器的核心控制芯片。此外,采用CC2591作为末端放大器,以提高发射功率,进一步增大传输距离(由传统的75 m提高到1 km以上)。最后,利用VC++和SQL Server 2005实现了控制室铁鞋检测控制系统上位机的设计。实践表明,该系统可靠性高、传输距离远,能满足现场需求。
上传时间: 2013-10-14
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为了实现软硬件协同设计和提高仿真速度的需求,采用SystemC语言的建模方法,通过对片上网络体系结构的研究,提出了一种片上网络的建模方案,并对一个mesh结构完成了SystemC的建模设计。该模型可在系统级和寄存器传输级上使用同一个测试平台,且具有仿真速度快的特点,达到了设计要求。
上传时间: 2013-10-23
上传用户:ks201314
为了使更多的计算机网络工作者了解和接受IPv6, 本文以两种不同的网络协议FTP协议和HTTP协议为例,以实验的方式研究了它们分别在IPv6和IPv4环境下对不同大小的文件进行网络传输的性能差异。通过对实验过程中采集的传输速率的计算和对比研究,发现IPv6在FTP协议和HTTP协议上文件传输速率比IPv4快,得出了整体而言IPv6的传输性能优于IPv4的结论。
上传时间: 2013-11-12
上传用户:liujinzhao
文中给出了一种基于无线传感器网络的监测与报警系统的设计。该系统利用无线通信模块进行数据传输,以实现组网的灵活性;采用CRC校验法保证传输的可靠性;采用查询驱动的智能化模块管理方式来降低能耗。实际应用表明,该系统特别适合于大面积、复杂环境下的数据采集与监测。
上传时间: 2013-10-17
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以车地通信(TWC)系统为核心,完成其中数据通信(DCS)子系统的设计,特别是用于轨旁设备和车载设备间信息传输的车地无线通信(TWC)网络的设计,着重考虑无线接入点(AP)的部署、无线局域网(WLAN)标准的选择等因素,并经过比较选出适用于DCS系统的WLAN标准。最后对该系统的网络安全进行分析,并说明所选的解决方法,使系统的可用性大大提高。
上传时间: 2013-11-11
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针对无线传感器网络的节点能量有限,且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题,提出并设计了基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法。该算法将整个网络中的节点分成多个簇,并根据节点的传输范围,将每个簇中的节点均匀分布,每个节点根据自己的本地信息和剩余能量选择通信方式向簇头节点传输数据,从而形成传输数据的最短路径;并根据集中式TDMA(时分多址)调度模型,运用基于微粒群的Pareto优化方法,使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最优。仿真结果表明,上述算法不但可以最大化网络的生存时间,还可以有效的降低数据融合时间,减少网络延时。
上传时间: 2014-12-29
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容迟/容延网络(Delay Tolerant Network/DTN)泛指由于节点移动、能量管理、调度等原因而出现频繁中断、甚至长时间处于中断状态的一类网络。针对DTN具有的时延高、割裂频繁、节点能量受限、以及节点移动性等特点,通过对DTN中基于复制策略的单播路由策略进行分类和比较,提出了如何优化DTN单播路由算法、提高网络传输率的建议。
上传时间: 2013-11-24
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无线传感网络存在关键区域节点能量消耗过快,节点能量供应有限以及通信链路拥塞等问题,容易造成节点故障和路由破坏。为减小上述问题对网络传输造成的影响,提出一种基于Q学习的无线传感网络自愈算法,通过引入Q学习的反馈机制,动态感知网络的状态信息,当故障发生时,自适应地选择恢复路径,保证数据实时顺利传输。仿真结果表明,该算法降低了错误选择故障或拥塞路径的概率,在故障感知、故障恢复和延长网络寿命等方面,表现出了良好的性能。
上传时间: 2013-10-26
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