工业多跳链路慢跳频通信实验系统

摘要

本发明公开了一种工业多跳链路慢跳频通信实验系统，所述系统包括工业无线多跳通信链路、串口/ZigBee网关、监控主机，所述工业无线多跳通信链路包括若干个具有慢跳频通信功能的通信节点，每个通信节点配置有实验天线和监控天线，所述监控主机通过串口与串口/ZigBee网关连接。本发明在通信节点部分设置双天线，通信节点具有分离的实验天线系统和监控天线系统，分别用于链路实验通信与网关通信，从而使实验监控和统计分析过程基本不占用链路通信资源，保证实验过程仿真性能；监控计算机系统通过无线通信实现对各个通信节点监控和设置，使实验系统具有更好的部署灵活性和可扩展性，具有应用和推广价值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信实验系统，具体涉及一种工业多跳链路慢跳频通信的实验系统。 

背景技术

在大规模工业生产中，工艺设备密集，无线通信难以保证视距传输通道，现场仪表一般需要以多跳方式通信和组网。另一方面，目前工业无线通信普遍采用多信道通信，如无线HART、SP100等均采用16个信道，通信过程中采用了慢跳频技术，即在当前信道受到干扰时自动切换到新的信道上通信。这种情况下，工业无线通信往往是一个多跳慢跳频过程，往往涉及时间调度、信道分配、信道评估和干扰避让等复杂过程，对这些过程的研究和模拟，对工业无线通信发展是一项重要而基础的工作。 

发明内容

本发明目的在于提供一种工业多跳链路慢跳频通信实验系统，本发明可以方便地模拟典型的工业多跳无线链路通信情况，从而为工业无线通信链路设计分析和模拟试验提供有力保障。 

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是： 

一种工业多跳链路慢跳频通信实验系统，所述系统包括工业无线多跳通信链路、串口/ZigBee网关、监控主机，所述工业无线多跳通信链路包括若干个具有慢跳频通信功能的通信节点，每个通信节点配置有实验天线和监控天线，所述监控主机通过串口与串口/ZigBee网关连接。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的详细优化措施。 

所述通信节点以32位微控制器为核心，外围配置有两个作为天线使用的射频收发器，作为监控天线使用的第一射频收发器用于与网关通信，作为实验天线使用的第二射频收发器用于链路实验通信。 

进一步，第一射频收发器与第二射频收发器的结构相同，所述射频收发器包括8位微控制器以及受8位微控制器控制的天线电路，8位微控制器通过并行接口与所述32微控制器的8位并行接口相连，并且8位微控制器的中断引脚与32位微控制器的PTB.0引脚相连。 

射频收发器的射频电路接口引脚PAO-M 、PAO-P和CT-bias连接外围天线电路。 

更进一步，通信节点内还设有用于设置通信模式的通信设置开关，所述通信设置开关与32位微控制器相连。 

更进一步，通信节点内还设有通信指示灯，所述通信指示灯与32位微控制器相连，用于显示通信状态。 

所述串口/ZigBee网关以8位微控制器为核心，外围配置有用于与外部通信的天线电路、用于与监控主机连接的串口电路以及电源电路，天线电路、串口电路、电源电路均与所述8位微控制器相连。 

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是： 

本发明在通信节点部分设置双天线，通信节点具有分离的实验天线系统和监控天线系统，分别用于链路实验通信与网关通信，从而使实验监控和统计分析过程基本不占用链路通信资源，保证实验过程仿真性能；监控计算机系统通过无线联实现对各个通信节点监控和设置，使实验系统具有更好的部署灵活性和可扩展性，具有应用和推广价值。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 

图1为本发明实施例的系统结构示意图；

图2为本发明实施例通信节点的组成结构图；

图3为本发明实施例中的天线电路的结构示意图；

图4为本发明实施例的串口ZigBee网关的组成结构图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。 

实施例： 

一种工业多跳链路慢跳频通信实验系统，所述系统包括工业无线多跳通信链路、串口/ZigBee网关、监控主机，所述工业无线多跳通信链路包括若干个具有慢跳频通信功能的通信节点，每个通信节点配置有实验天线和监控天线，所述监控主机通过串口与串口/ZigBee网关连接。

通信节点以一片32位微控制器MCF52233为核心，配置两个由8位微控制器MC13213和天线电路构成的射频收发器以及基本的外围电路，如附图2所示。 

MCF52233为32位微器芯片，在ColdFire V2内核上集成了256Kflash、32KRAM、通用I/O等，作为通信节点的主控制器；MC13213为高性能ZigBee芯片，集成了8位CPU和无线前端芯片，为紧凑型高性能ZigBee终端解决方案，连接简单的天线电路，作为通信节点射频收发器，其中第一射频收发器用于与网关通信，第二射频收发器2用于链路通信。 

具体连接上，MCF52233通过PORT AN并行接口与每片MC13213的8位并行口连接，同时中断引脚IRQ1 、IRQ2分别连接两射频收发器中的两片MC13213的PTB.0引脚。通信中，射频收发器发送和接收数据时，以中断的方式向MCF52233申请数据或转发收到的数据。4位通信设置开关通过PORT TA口与MCF52233连接，用于设置通信模式；4个通信指示与LED通过PORT TD口与MCF52233连接，用于指示通信状态。 

天线电路如附图3所示，图中PAO-M 、PAO-P和CT-bias为MC13213射频电路接口引脚，用于MC13213与外围射频电路系统连接。 

串口/ZigBee网关如附图3所示，以MC13213位核心，配置天线电路、电源电路和串口电路。 

PC通过串行通信接口，接受各个通信节点的通信统计结果等数据，并通过网关发送通信模式数据。 

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。