無(wú)線HART協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線HART是工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域里和工業(yè)設(shè)備間的相互操作的標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)線HART是對(duì)現(xiàn)有HART設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)有效技術(shù)手段,具有足夠的可靠性和自治處理能力,將為各種生產(chǎn)裝置配備實(shí)時(shí)共享的數(shù)據(jù)采集能力,從而為提高生產(chǎn)率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本發(fā)揮重要作用。
　　 在無(wú)線HART應(yīng)用中,無(wú)線HART協(xié)議是關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn),也是應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文通過(guò)研究無(wú)線HART,提出了實(shí)現(xiàn)無(wú)線HART協(xié)議的方案。采用CC2430作為無(wú)線HART的硬件,CC24

2、30結(jié)合了行業(yè)中領(lǐng)先的射頻2.4GHz收發(fā)器和符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的CC2420。為了更方便控制芯片的功耗和無(wú)線HART協(xié)議的實(shí)現(xiàn),選用專用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的TinyOS作為操作系統(tǒng)。本文的主要工作是在CC2430上基于TinyOS操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線HART協(xié)議的物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,以及網(wǎng)絡(luò)層。
　　 詳細(xì)闡述了物理層實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。如鏈路質(zhì)量指示,空閑信道評(píng)估(CCA),頻率和信道編程設(shè)置,物理層收發(fā)模塊

3、接口,載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入/沖突檢測(cè)CSMA/CA等。分析了數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)。如TDMA狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn),跳頻算法;闡述了數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)接口的定義,接口的參數(shù)說(shuō)明,接口的功能說(shuō)明,以及數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的時(shí)序。在無(wú)線HART網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn),路由算法通過(guò)BFS樹(shù),網(wǎng)絡(luò)管理者計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)關(guān)的路由路徑;闡述了新設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)時(shí),新設(shè)備的通信路徑的處理過(guò)程。
　　 本文所實(shí)現(xiàn)的無(wú)線HART協(xié)議是無(wú)線HART應(yīng)用基礎(chǔ),可以作為一個(gè)獨(dú)立