تصميم محطة إرسال واستقبال بيانات قراءة العدادات اللاسلكية ZigBee Power

ملخص: يقدم مصنعو مقاييس التدفق المتميزون معلومات حول تصميم جهاز إرسال واستقبال بيانات قراءة العدادات اللاسلكي بتقنية ZigBee. مقدمة: مع التطور المستمر للشبكات اللاسلكية، ونظرًا لمزاياها الكبيرة، يتم استبدال المزيد من المنتجات والتقنيات السلكية الصناعية باللاسلكية. في بلدي، تُعد تقنية قراءة العدادات اللاسلكية التلقائية (AMR) نوعًا جديدًا من تقنيات قراءة العدادات. لمزيد من مصنعي مقاييس التدفق لاختيار الطرازات وعروض الأسعار، نرحب باستفساراتكم. فيما يلي تفاصيل مقال تصميم جهاز إرسال واستقبال بيانات قراءة العدادات اللاسلكي بتقنية ZigBee. مقدمة: مع التطور المستمر للشبكات اللاسلكية، ونظرًا لمزاياها الكبيرة، يتم استبدال المزيد من المنتجات والتقنيات السلكية الصناعية باللاسلكية. في بلدي، تُعد تقنية قراءة العدادات اللاسلكية التلقائية (AMR) نوعًا جديدًا من تقنيات قراءة العدادات، وتتميز بسهولة التشغيل، وانخفاض التكلفة، وسهولة الاستخدام المنزلي. تتميز تقنية قراءة العدادات اللاسلكية التلقائية (AMR) بانخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض السرعة، والموثوقية العالية، والسرية التامة. بالمقارنة مع تكلفة الشبكة الأعلى لتقنيات لاسلكية أخرى، فإن نطاق التردد يقلل التكلفة بشكل كبير وهو مناسب جدًا لأنظمة قراءة العدادات اللاسلكية التلقائية. الطرفية المصممة في هذه الورقة هي جزء مهم من قراءة العدادات اللاسلكية. يعتمد جمع البيانات بشكل أساسي على ناقل RS485 ووحدة التحكم MCU، ويتبنى جزء الإرسال اللاسلكي وحدة الاتصالات اللاسلكية ZigBee. 1. تحليل بروتوكول ZigBee تتكون حزمة بروتوكول ZigBee من الطبقة المادية وطبقة رابط البيانات وطبقة الشبكة وطبقة التطبيق بدورها من الطبقة السفلية. يتم صياغة الطبقة المادية وطبقة رابط البيانات بواسطة مجموعة عمل IEEE802.15.4. يتم صياغة طبقة التطبيق (APL) بواسطة تحالف ZigBee. تحدد الطبقة المادية 3 مستويات لحركة المرور: عندما يكون التردد 868 ميجا هرتز، فإنه يوفر معدل إرسال 20 كيلو بت في الثانية؛ عند استخدام 915 ميجا هرتز، فإنه يوفر معدل إرسال 40 كيلو بت في الثانية؛ عند استخدام تردد 2.4 جيجاهرتز، يمكن أن يوفر معدل نقل بسرعة 250 كيلوبت/ثانية، ويستخدم هذا النطاق الترددي الحر في بلدنا. يمكن تقسيم طبقة وصلة البيانات إلى طبقة فرعية للتحكم في الوصلة المنطقية (LLC) وطبقة فرعية للتحكم في وصول الوسيط (MAC). تشمل وظائفها تجزئة حزم البيانات وإعادة تجميعها، والنقل المتسلسل لحزم البيانات، وإنشاء وصيانة الروابط اللاسلكية. وتفكيكها، وإرسال الإطارات واستقبالها في وضع الإقرار، والتحكم في وصول القناة، وفحص الإطارات، وإدارة الفترات الزمنية المحجوزة، وإدارة معلومات البث، إلخ. تشمل وظائف طبقة الشبكة إدارة الطوبولوجيا، وإدارة MAC، وإدارة التوجيه، وإدارة الأمان. طبقة التطبيق هي الطبقة العليا من حزمة البروتوكولات وتحدد أنواعًا مختلفة من خدمات التطبيق. يتضمن هذا النظام بشكل أساسي تصميم عقد طرفية لجمع البيانات في شبكة ZigBee، ويمكن استخدامه أيضًا كموجه شبكة. ٢. يتميز التصميم العام لجهاز إرسال واستقبال بيانات قراءة العدادات اللاسلكي (RS485) بقدرة عالية على مقاومة تداخل الوضع المشترك، ويمكنه إجراء اتصالات متعددة النقاط وثنائية الاتجاه، ويسمح بتشغيل جهاز واحد أو أكثر عبر زوج من الأسلاك المجدولة، مما يسمح لجهاز الإرسال والاستقبال بإدارة عدادات متعددة المستخدمين. يعتمد جهاز الإرسال والاستقبال على ناقل RS485، وهو بسيط وسهل التشغيل، وذو تكلفة منخفضة. تُستخدم العديد من عدادات RS485 الذكية في السوق، ويمكن استخدام النظام على نطاق واسع. تستقبل وحدة Zig-Bee اللاسلكية إشارة البيانات من نظام المتحكم الدقيق عبر واجهة SPI، ثم تُرسلها. يلعب جهاز إرسال واستقبال بيانات قراءة العدادات اللاسلكي دور التوجيه والطرفية في نظام قراءة العدادات بأكمله، وهو جهاز كامل الوظائف (FFD). الفكرة العامة لتصميم النظام هي: جمع بيانات العداد من خلال ناقل RS485، ثم معالجتها من خلال دائرة MCU، وإرسالها إلى وحدة الاتصالات اللاسلكية ZigBee من خلال RS232، واجهة SPI، وأخيرًا إرسالها إلى عقدة جهاز التوجيه أو منسق الشبكة باستخدام وحدة الاتصالات اللاسلكية. يظهر الهيكل العام للنظام في الشكل 1. 3. تصميم الأجهزة لمحطة الإرسال والاستقبال يتضمن نظام المحطة الطرفية بشكل أساسي ثلاثة أجزاء: دائرة جمع بيانات عداد الكهرباء، ودائرة الإرسال اللاسلكية، ودائرة إمداد الطاقة. (1) دائرة جمع بيانات العداد هي بشكل أساسي دائرة التحكم MCU، والتي تعالج البيانات المرسلة بواسطة RS485. وتتكون بشكل أساسي من شريحة MCU، وشريحة التحكم RS485، وعازل المقرن الضوئي، ودائرة الساعة، ودائرة منظم الجهد، وما إلى ذلك. (2) تستقبل دائرة الإرسال اللاسلكية بشكل أساسي البيانات المعالجة من MCU من خلال واجهة SPI وترسلها عبر هوائي التردد اللاسلكي RF. (3) تُكمل دائرة إمداد الطاقة بشكل أساسي تحويل جهد التيار المتردد 220 فولت إلى جهد مستمر، ثم تُكمل إمداد الطاقة للنظام من خلال تنظيم الجهد. وتتكون بشكل أساسي من محولات صغيرة، ومقاومات حرارية، ومقاومات متغيرة، ورقائق منظم الجهد، وما إلى ذلك. المكونات الرئيسية للنظام مُختارة: وحدة التحكم الدقيقة: تم اختيار شريحة ATmega64L من شركة Ateml، وهي وحدة تحكم دقيقة AVR تعتمد على بنية RISC عالية الأداء ومنخفضة الطاقة 8 بت تدعم المحاكاة في الوقت الفعلي. مع ذاكرة فلاش قابلة للبرمجة داخل النظام بسعة 64 كيلوبايت، وذاكرة SRAM على الشريحة بسعة 4 كيلوبايت، ومساحة تخزين خارجية اختيارية بسعة 64 كيلوبايت، و32 سجلًا للأغراض العامة، وعداد في الوقت الفعلي (RTC)، و4 مؤقتات/عدادات مرنة (T/C) مع وضع المقارنة وبرنامج PWM لاختيار وضع توفير الطاقة، وتلبية متطلبات الموثوقية واستهلاك الطاقة في أنظمة قراءة العدادات اللاسلكية.

تمكنت شركة Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd. من تحقيق أداء ممتاز في صناعة تنافسية للغاية.

إذا كنت تبحث عن جهاز قياس تدفق كتلة عالي الجودة من إندريس هاوزر، فأنت محظوظ، فنحن من بين الموردين الرائدين في الصين. تفضل بزيارة الرابط الموضح لمقياس تدفق سينسيريتي لمعرفة المزيد.

يجب على شركة Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd. اعتماد تكنولوجيا جديدة وإجراءات داخلية لزيادة الاستجابة وتخفيف التكاليف في المستقبل.