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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于802.15.4協(xié)議的PLC無(wú)線通信系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 基于802.15.4協(xié)議的PLC無(wú)線通信系統(tǒng)由科威公司提供的PLC與Digital公司提供的無(wú)線傳輸模塊XBEE融合而成。該系統(tǒng)PLC的485串口與無(wú)線傳輸模塊XBEE進(jìn)行相連，組成無(wú)線PLC通信模塊，解決了PLC只能進(jìn)行有線通信的限制，并實(shí)現(xiàn)了PLC之間的多機(jī)通信和PLC與PC機(jī)串口的通信；在工業(yè)自動(dòng)控制、智能家居、物流管理領(lǐng)域具有一定的推廣價(jià)值。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于802.15.4協(xié)議的PLC無(wú)線通信系統(tǒng)由科威公司提供的PLC與Digital公司提供的無(wú)線傳輸模塊XBEE融合而成。該系統(tǒng)是利用PLC的485串口與無(wú)線傳輸模塊XBEE進(jìn)行相連，組成無(wú)線PLC通信模塊。解決了PLC只能進(jìn)行有線通信的限制，并利用PLC無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)PLC之間的一對(duì)一主從通信和一對(duì)多的主從通信。 基于802.15.4的PLC無(wú)線通信模組在產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)間間隔>=50ms時(shí)能夠很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，故該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍為低速數(shù)據(jù)通信。在工業(yè)自動(dòng)控制、智能家居、物流管理領(lǐng)域具有一定的推廣價(jià)值。目前存在的問(wèn)題主要是如何進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)性及利用RFID無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升系統(tǒng)性能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)研究的主要目的是： （1）將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與PLC融合； （2）實(shí)現(xiàn)的PLC無(wú)線模塊能夠通過(guò)無(wú)線方式采集溫度、壓力、流量等模擬量； （3）通過(guò)PLC無(wú)線傳輸功能的實(shí)現(xiàn)，為支持無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的PLC設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。 基本思路：通過(guò)對(duì)PLC有線RS485通信協(xié)議和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究，將兩者進(jìn)行結(jié)合；通過(guò)模塊的配置及硬件電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。 創(chuàng)新點(diǎn)： （1）實(shí)現(xiàn)了802.15.4協(xié)議與PLC 485通信相融合； （2）實(shí)現(xiàn)了PLC的無(wú)線傳輸通信和相互控制； （3）彌補(bǔ)了PLC自身應(yīng)用方面的缺陷，拓展了PLC應(yīng)用的范圍，具有實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。 關(guān)鍵技術(shù)： （1）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)； （2）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與PLC的嵌入技術(shù)的融合； （3）多媒體數(shù)據(jù)提取及其在無(wú)線傳感器網(wǎng)路中的傳輸技術(shù)等。 主要技術(shù)指標(biāo)：在無(wú)線模塊通信產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)間間隔 時(shí)，可進(jìn)行無(wú)線PLC之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性、先進(jìn)性： （1）目前的 PLC的數(shù)據(jù)通信和設(shè)置都是通過(guò)RS485有線方式進(jìn)行的，對(duì)于 PLC設(shè)備在改造或改進(jìn)項(xiàng)目中設(shè)計(jì)集成時(shí)，非常麻煩的，并且在有些場(chǎng)合根本無(wú)法布線。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的PLC無(wú)線通信模塊使用了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠有效的解決該問(wèn)題。并且不限制PLC節(jié)點(diǎn)的位置，可以使PLC的應(yīng)用更加廣泛。 （2）國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)檢索結(jié)果表明“對(duì)于PLC的無(wú)線通信目前只有西門(mén)子一家公司有此功能”，當(dāng)并沒(méi)有進(jìn)行推廣。（見(jiàn)附錄查新報(bào)告） （3）可自動(dòng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和控制
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：通過(guò)編寫(xiě)PLC梯形圖程序，利用PLC485與無(wú)線通信模塊相連組成PLC無(wú)線通信模塊。一方面，實(shí)現(xiàn)PLC之間的一對(duì)一的主從通信和一對(duì)多的主從通信。另一方面，通過(guò)80C51處理和控制現(xiàn)場(chǎng)分布的傳感器節(jié)點(diǎn)，對(duì)其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，由此產(chǎn)生開(kāi)關(guān)量對(duì)PLC進(jìn)行無(wú)線控制。 技術(shù)特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了PLC485與無(wú)線傳輸模塊XBEE的融合，組成了PLC無(wú)線通信模塊 適應(yīng)范圍：該系統(tǒng)模組在產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)間間隔>=50ms時(shí)能夠很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，故該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍為低速數(shù)據(jù)通信。 推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明：目前由于無(wú)線PLC在國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有，而無(wú)線PLC可以解決有線中布線難，更換PLC位置難等問(wèn)題，可以在實(shí)際的應(yīng)用中得到廣發(fā)的應(yīng)用。并且無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，可使其在工業(yè)自動(dòng)控制、智能家居、物流管理領(lǐng)域具有一定的推廣價(jià)值。目前存在的問(wèn)題主要是如何進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)性及利用RFID無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升系統(tǒng)性能。
同類課題研究水平概述
- 隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)需要采集的環(huán)境參數(shù)越來(lái)越多，且分布范圍越來(lái)越大，在一些特定的環(huán)境下PLC采用有線的方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)已不能滿足要求，因此需要采用一些新的技術(shù)來(lái)解決數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正是一種通過(guò)采集和處理覆蓋區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息（如溫度、濕度和光強(qiáng)等），并將其傳送給遠(yuǎn)程用戶的無(wú)線傳輸技術(shù)。因此將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與PLC結(jié)合在一起存在其必然性與可行性。 無(wú)線傳感器已成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和制高點(diǎn)，引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)2003 年制定了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究計(jì)劃，投資3400 萬(wàn)美元，支持相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究；美國(guó)英特爾公司、微軟公司等企業(yè)也開(kāi)始了傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的工作，紛紛設(shè)立或啟動(dòng)相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃；日本、英國(guó)、意大利、巴西等國(guó)家也對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出了極大的興趣，紛紛展開(kāi)該領(lǐng)域的研究工作。 我國(guó)也十分重視無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，“中國(guó)未來(lái)20 年技術(shù)預(yù)見(jiàn)研究”提出的157 個(gè)技術(shù)課題中有7項(xiàng)直接涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；2006 年初發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》為信息技術(shù)確定了3 個(gè)前沿方向，其中兩個(gè)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究直接相關(guān)；國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)已經(jīng)在該領(lǐng)域設(shè)立了多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目。 該系統(tǒng)是黃石市科技局、黃石市財(cái)政局2009年度科技計(jì)劃項(xiàng)目中的一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)為2009A222。該系統(tǒng)是為黃石市科威自控有限公司研究基于物聯(lián)網(wǎng)的PLC工業(yè)自動(dòng)控制應(yīng)用的科研項(xiàng)目，其目的是為今后的應(yīng)用提供技術(shù)準(zhǔn)備及可行性研究。 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于無(wú)線PLC的研究很少見(jiàn)。且只有西門(mén)子在最近才生產(chǎn)了關(guān)于無(wú)線PLC。無(wú)線PLC不受布線的限制，可以隨時(shí)的隨時(shí)改變節(jié)點(diǎn)的位置和環(huán)境，對(duì)于它的應(yīng)用更加的廣泛。且該技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)范疇，在該技術(shù)基礎(chǔ)上增加RFID技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（如機(jī)車(chē)控制生產(chǎn)線等）。這樣在不久的將來(lái)，在工業(yè)自動(dòng)控制、智能家居、物流管理領(lǐng)域具有一定的推廣價(jià)值。
