基于ZigBee技術(shù)的機動(dòng)車(chē)綜合檢測系統的研究

作者：時(shí)間：2010-07-02 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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經(jīng)濟的快速發(fā)展帶來(lái)了各地機動(dòng)車(chē)擁有量的迅猛增長(cháng)，這對相關(guān)管理部門(mén)提出了更高的檢測技術(shù)要求，對具備精確、高速性能的機動(dòng)車(chē)性能檢測控制系統的要求日益迫切。當前國內機動(dòng)車(chē)檢測系統一般都基于專(zhuān)用的工控機和RS-232總線(xiàn)，存在諸多弊端，如：系統結構復雜、通信協(xié)議不通用、故障率高、檢測數據的聯(lián)網(wǎng)較為困難、維護成本高等。雖然有些系統將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)引入其中，實(shí)現了現場(chǎng)設備與互聯(lián)網(wǎng)的直接連接，但不可避免地具有布線(xiàn)復雜、成本較高、維護難度大等缺陷。
　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)應用領(lǐng)域的不斷擴展，工業(yè)控制領(lǐng)域開(kāi)始使用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行現場(chǎng)數據傳輸，與有線(xiàn)設備相比，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)具有成本低、無(wú)需布線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，面向低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信標準ZigBee備受關(guān)注，不斷開(kāi)發(fā)出基于ZigBee標準的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信設備及基于ZigBee標準的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)ZigBee技術(shù))。ZigBee標準是建立在IEEE 802.15.4協(xié)議的基礎之上，具備強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能。它主要支持三種自組織的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型：星型網(wǎng)絡(luò )、對等網(wǎng)絡(luò )、簇樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò )。網(wǎng)絡(luò )系統節點(diǎn)具有多跳路由功能，特別是能夠組成蜂窩網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )結構，因此，具有很強的網(wǎng)絡(luò )健壯性和系統可靠性。
　 ZigBee技術(shù)具有低功耗、低成本、短時(shí)延、高容量、免布線(xiàn)等特點(diǎn)，以其為核心對現有的機動(dòng)車(chē)檢測系統進(jìn)行技術(shù)升級，將極大地簡(jiǎn)化系統結構，降低生產(chǎn)及維護成本。
1 系統總體設計
　完整的機動(dòng)車(chē)檢測系統一般由后臺管理系統、前臺控制系統、現場(chǎng)檢測系統三部分組成。后臺管理系統由服務(wù)器、辦公系統、收費機等組成；前臺控制系統由主控計算機系統、前置板、光電開(kāi)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )系統、錄入程序、通信服務(wù)程序等組成；現場(chǎng)檢測系統由CO/HC分析儀、煙度計、車(chē)速檢驗臺、輪重儀、制動(dòng)檢驗臺、側滑檢驗臺、前照燈檢測儀、聲級計及二次儀表等組成?；赯igBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的檢測系統框圖如圖1所示?！?p style="TEXT-ALIGN: center">

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197661.htm

在檢測系統中采用星型拓撲結構，只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的通信，主要完成網(wǎng)絡(luò )同步和維護設備之間的鏈接管理。在網(wǎng)絡(luò )中，終端設備之間不能直接通信，只能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器配合完成設備之間的通信。
　現場(chǎng)檢測系統中每一個(gè)檢測工位的檢測設備均內置ZigBee模塊成為無(wú)線(xiàn)終端節點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器通過(guò)UART接口與前臺控制系統中的主控機相連。應用時(shí)，將終端設備(終端節點(diǎn))連接于現場(chǎng)檢測設備；基站(協(xié)調器)連接于前臺主控制機。終端設備部分對實(shí)時(shí)采集的數據進(jìn)行濾波處理計算，處理后的數據通過(guò)芯片CC2430內部集成的ZigBee射頻( RF)前端調制成模擬信號發(fā)送出去?；静糠值腃C2430將收到的遠程數據解調后通過(guò)UART接口傳輸給上位機，進(jìn)一步對數據進(jìn)行處理、分析、顯示、存儲和共享。由于設備一次性置于現場(chǎng)數據采集點(diǎn)，無(wú)需額外布線(xiàn)，降低了施工難度和成本。同時(shí)，即使某一設備出現故障，也不會(huì )影響其他設備的正常工作，增強了系統的可靠性和穩定性。由于可以將設備帶離現場(chǎng)數據采集點(diǎn)，也使檢修工作更加方便快捷。
2 終端節點(diǎn)與協(xié)調器設計
　終端節點(diǎn)由ZigBee芯片CC2430、LPC2292、外存儲器Flash、ADC模塊、RS232及RS485接口組成，負責現場(chǎng)檢測數據的采集、存儲與無(wú)線(xiàn)發(fā)送。終端節點(diǎn)硬件原理圖如圖2所示。CC2430是IEEE802.15.4標準的低成本、低功耗單片高集成度的解決方案，工作在ISM免費頻帶上，工作頻率為2.4 GHz。