网络化智能传感器标准IEEE 14512 的TII 协议研究

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基于IEEE1451.2的网络化智能传感器模块设计

烦，为系统进一步向开放式发展的瓶颈。鉴于此种情成况，际电子电气工程师协会（ＥＥ与美国国家标准技国ＩＥ）术协会（Ｓ于１９ＮＩＴ）９７年开始推出ＩＥ１５ＥＥ４１网络化智
送器（传感器或执行器）信号调理与信号转换电路、、电子
数据表格（ＤＳ、处理器和存储器。其中ＴＥＴＥ）微ＤＳ提供
流、电压等信息进行实时、确的监测成为电力系统稳定、准
安全地运行的保证，时也是在整个电力系统网络中进行同合理分配电能的前提。电力系统传感器网络能为电力系统安全监控提供实时的全局数据，且可以做到满足可伸并
…
制提供服务。ＩＥ１５．ＥＥ４１２标准将网络化智能传感器节点从结构上分为网络匹配处理器（ＡＰ）智能ＮＣ和
… 。。
变送器接口模块（ＴＭ）有效地实现了现场各种不同的智能变送器的网络互联和即插即用。另外，据ＳＩ，根
信。现场智能变送器通过构成ＳＩ模块与ＮＣＰ连ＴＭＡ
接，大大简化了由现场变送器（感器或执行器）到微处传
理器以及网络的连接，有效地实现了现场各种不同的智

基于IEEE1451.2协议的变送器接口TⅡ设计与实现

ｎｓｔｅＴＩａｄｐＵｏｏｅｗｅｎＳＩａｄＮＣＰ，ｈｃｋｓｔｅｐｕＪｌｙｆｆｔｓｕｅｓａａｌｂｅＩｅｄｓｇｉｇｐＵｅｓｅｈＩｎｒｔｃｌｔｅＴＭｎＡｂｗｉｈｍａｅｌｇａｄｐａｈ１０ｍｎｄｃｒｖｉ１． ’ ｅｉｎｎｒｃｓａｈ０Ｉｉｃｕｅｎ１ｓｓｏｅｄｆｉｏｎ０ｋｎｒｎｉｌ０Ｉ Ⅱ （ｕｅｈａｄａｅｃｒｕｔｅｉｎｎｆｒ１ｔｒｓｎｉｇｉｆｌｄｄａａｙｉｆｈｅｉｔｎａｄｗｒｉｇｐｉｃｐｅｆＩｌ１，ｔｅｈｒｗｒｉｃｉｄｓｇｉｇ０ＩｗｉｐｅｅｔｓＴＩｎｔｎｉＴ】ｄｒｈｎｔ
能上符合ＩＥ１５．准，ＥＥ４１２标可应用于ＩＥ１５．网络化传感器研究。ＥＥ４１２的
关键词：Ｉ协议；ＥＥ４１２ＣＰ；ＴＭＴＩＩＥｌ５．；ＮＡＳＩ
中图分类号：Ｐ１Ｔ２２
文献标识码：Ａ
ＫｅｒｓＩｐｏｏ０；ＩＥ４１２；ＮＣｙｗ０ｄ：ＴＩｒｔｃｌＥＥｌ５．ＡＰ；ＳＩＴＭ
０引言
ｌ
Ｗｅｂ
ＴＥＤＳ
Ｊ
为了解决智能传感器产品互补兼容的问题，现网络条件实下智能传感接口的标准化，ＥＥ协会制定了针对网络智能变ＩＥ
ＤｌｎＵＩｖｒｉｏｅｌｌｌ，ａｉＩｌ６２，ｉａａｉｌｅｓｆｃｌｏａｉＴｌｏＤＩＩｌ０４Ｃｈｎ）ａ

基于IEEE 1451.2网络化智能传感器的应用研究

ＺＨＵａｇｇ，ＸｉｏａｎＦＡＮＳｈｕｈｎｚｉ
（ａｎｈｎｓｉｕｔｅｈｒｃ＂ｅｃｏｌｇｙ，ＣｈｇｚｏｕＩｔｔｅｏｆＭｃａｔｏｎｉｒｈｎｏＣｈａｇｚｏｕ．３０，ｎａ）ｎｈ２１００Ｃｈｉ
ＡｂｔａｔＴｈｅＩｓｒｃ＝ｅｎｗＥＥＥ１５ｔｎａｄｉｐｏｏｅ．ＴｈｅｉｉｉｎｏｔｒｐｂｅＡｐｌａｉｎＰｒｃｓｏ４１ＳａｄｒｓｒｐｓｄｅｄｆｔｆＮｅｗｏｋＣａａｌｐｉｔｏｅｓｒ（ｎｏｃｏＮＣＡＰ）ａｄＳｒＴｒｎｄｃｒＩｔｒａｅＭｏｕｅＳＭ）ｒｉｅｙｔｅｓａｄｒ．ｔｐｏｉｅａｉｏｅｅａｓｎｅｌｅｔｓｎｏｎｍａｔａｓｕｅｎｅｆｃｄｌ（ＴＩａｅｇｖｎｂｈｔｎａｄＩｒｖｄｓｂｓｆｒｇｎｒｌｕｅｉｔｌｇｎｅｓｒｃｉ
Ｗｉｅｅｓｒｌｓ
Ａபைடு நூலகம் ｙ
｜ＴＭｄｄ臣Ｔｒ●ｅｏ —＝ …ＭＥ＝ｉ… ｘ］… ｌＤｘｅｄ … ｃ．Ｓ
ＳｍａｒｎｕｅＲＴａｓｃｒｄｆｔｒａｅＭｏｕｅｎｅｆｃｄ／
Ｎｅｗｏｋｔｒ
（ＴＩ）ＳＭ
Ｔｒｎｕｒｓａｓ￣ｄＢｕｌｔｒａｅＭｏｕｅｎｅｆｃｄｌ
（ＢＭ｝ＴＩ
传感器产品往往互不兼容，及总线的协议不同，就影以这

IEEE1451网络化智能传感器技术的研究与应用

ｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＤＳＰａｎｄＡＲＭｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｅｂｒｉｎｇｕｐｔｈｅ—ｓｙｓｔｅｍ＇ｓｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅ
ａｓｗｅｌｌａｓｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｅｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ期ｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔ．｜｜誓０
化、标准化的传感器与各种不同的现场总线分离，将实现现场设备的即插即用。该标准将智能变送器划分
有效的解决上述问题。ＩＥＥＥ１４５１协议就是在这样的背成两部分，一部分是智能变换器接口模块（Ｓｍａｒｔｔｒａｎｓ—
景下制定的。
ｄｕｃｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｍｏｄｕｌｅ，ＳＴＩＭ）；另一部分是网络适配
主要趋势。这种网络化智能传感器集成通信技术、网机可以承运更多的乘客或消耗较少的燃料。
络服务技术、传感探测技术、智能信息处理技术等，
２ＩＥＥＥ１４５１标准简介
将会对社会的各个方面产生深远的影响。
设计一种通用的接口协议，使具有网络化、智能
符合ＩＥＥＥ１４５１标准的传感器和变送器能够真正
Hale Waihona Puke ＩＥＥＥ１４５１．１定义了网络独立的信息模型，使传感器接ＤＲＡＭ组和外部ｉ／ｏ组４Ｍ字（１６Ｍ字节）的地址范
口与ＮＣＡＰ相连，使用面向对象的模型定义提供给智围。该微处理器内建３７个３２位的寄存器（３１个通用
能传感器及其组件；ＩＥＥＥ１４５１．２定义了智能传感器接寄存器和６个状态寄存器）。在某一时刻寄存器能否

基于IEEE1451.2的智能传感器独立接口设计

了ＩＥ４１协议族，出了统一的传感器接口和传感器ＥＥ１５提
的自描述模型，决了智能化传感器的兼容性、换性和解互
互操作性等问题。该协议已经用于压力监测、油液位监石测、菜大棚环境监测等诸多领域。蔬 ’
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基于ＩＥ１２的１５．ＥＥ４智能传感嚣独立接口设计
■ 电子科技大学杨 Fra bibliotek ＩＥ１５．ＥＥ４１２协议是一种网络化智能传感器接口标准。ＩＥＥ１５．Ｅ４１２协议规定智能传感器由网络适配器
一一
关键词
ＩＥＥ１５．ＴＩ热插拔Ｅ４１２Ｉ
ＵＣＣ９８智能传感器３１
引言
２０世纪８￣９００年代，于各种现场总线技术的智能基
气规范，保可靠的数据传输。传感器独立接口是一个确
ｍａｓ是ＩＥ４１议族中的数字式点对点有线传输标ｔ）ＥＥ１５协
准。只要网络适配器（ＮＣＡＰ和智能传感器模块（ＴＩ））ＳＭ遵守ＩＥ１５．ＥＥ４１２标准，论测控网络采用何种网络标不准，厂家生产的智能传感器接口模块都可以实现相互兼各容，而方便地加入已有的测控网络中。因此，合ＩＥ从符ＥＥ１５．４１２协议的传感器独立接口是此类测控网络的重要

基于IEEE1451.2的光纤传感器标准网络接口的研究

Ｊｎ．０７ａ２０
文章编号：６３１９２０）１０６ —５１７ —５Ｘ（０７０ —０９０
基于ＩＥ４．ＥＥ１５２的光纤传感器标准网络接口的研究１
郑萍
（西华大学电气信息学院，四川成都６０３）１０９
摘要：论了在电力系统中采用光纤温度传感器进行测温的方法，在此基础上介绍了一种基于讨并
ｔｅｔａｓｏｅｎｉｇｄｈｒｔｒｕｆｃｆｈｒｎｆｒｒｗｉｄｎｓａｔｅｏｏｓｒａｅｏｍｎ
ｇｎｒｔｒｔａｉｃｌｆｅｔｈｙｔｍ ’ ｌｎｅｉｅｅａｏｈｔｄｒｔａｆｃｓｔｅｓｓｅｓｏｇｖｔｅｙｙ
ｇｎｒｔｒａｅｔｅｋｙｅｕｐｎｓｉｗｅｙｔｍ．ｅｅａｏｈｅｑｉｍｅｔｎｐｒｏｒｓｓｅ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ａｉｎ［］ｈａｉｏｈｅｈｔ．Ｏｎｔｅｂｓｓｆｔｅｍｔｏｏｄ
ｎａｅｙａｄｓｆｔ．Ｔｈｒｒｗｏｄｆｉｕｔｐｏｌｍｓｉｈｅｅａｅｅａｅｔｉｃｌｒｂｅｔｅｔｍｐｒ— ｆｎｔｒａｕｅｎｒｐｗｅｙｔｍ．Ｆｉｔ，ｔｅｅｕｅｍｅｓｒｍｅｔｆｏｏｒｓｓｅｒｌｓｙｈｒｒｒｂｅｉｈｖｌｅａｄｓｒｎｉｒａｃｎａｅｐｏｌｍｓｆｈｇｏｔｇｎｔｏｇｄｓｕｂｎｅｉｏａｔｓｔ．Ｇｅｅａｈｒｏｔｒａ ’ ｍｅｓｒｈｅ — ｉｅｎｒｌｔｅｍｍｅｅｓｃｎｔａｕｅｔｅｔｍｐｒｔｒｉｃｌｎｔｅｐｗｅｔｓｅｗｉｅｈｕｅａｕｅｄｒｔｉｈｅｙｏｒｓｙｔｍｔｔｎｔｏ — ｈｓｎｒｈｎｒｄｈｕａｄｏｔｇｄｈｉｎｌａｄｏｕｄｅｔｏｓｎｖｌｅａｔｅｓｇａｓａｎｆｍｉｅａｅｔｏｗｅｋｔｅｍｅｓｒ．Ｓｃｎｌｗｅｏｒｓｔｏａｏｂａｕｅｒｄｅｏｄｙ，ｈｖｏｕｉｒｃｅｓｓａｄｄｉｔｒａｅ８ｉｉａｅｎｎｆｍａｃｓｔｎａｎｅｃｏａｄｆ — ｏｒｆｓｆ

IEEE 1451标准网络化传感器技术最新进展

表１ＩＥ１５智能变送器标准体系Ｅ４１Ｅ
代号名称与描述状态待颁布颁布标准（修订中）ＴＥＳ格式Ｄ
ＴＤＥＳ格式式
ＩＥ４１０智能变送器接口标准ＥＥＰｌ５．ＩＥ４１１网络适配器信息模型ＥＥ１５．
一
Ａｔａｏｓ。ｃｕｔｒ）迄今为止，针对变送器工业各个领域的需
求，多个工作组先后被建立来开发接口标准的不同部分，并取得了显著的进展。美国海军期望利用该技术，监视其船只的维护【。美国国家标准协会高级研究员ｌ】Ｋｎｅ表示：“ ａｇＬｅ飞机有望用光纤或无线网络取代成吨重的缆线。这使飞机可以承运更多的乘客或消耗较 ” 少的燃料【２】。１ＩＥ１５网络化智能传感器标准简介Ｅ４１ＥＩＥ４标准目的是开发一种软硬件的连接方ＥＥ１５１案，将智能变送器连接到网络或者用以支持现有的各种网络技术，包括各种现场总线及Ｉｔｒｅ／ｎｒｎｔｎｅｎｔＩｔａｅ。通过定义一整套通用的通信接口，使变送器在现场级采用有线或无线的方式实现网络连接，大大简化由变送器构成的各种网络控制系统，解决不同网络之间的兼容性问题，并能够最终实现各个厂家产品的互换性与互操作性。表１列举了ＩＥ４智能变送器标准族ＥＥ１５１
【摘要１ＥＥ１５标准族的目标是定义一套通用的通信接口，ＩＥ４１使变送器同微处理器、仪器系统或网络相
连接，标准不仅允许厂家生产的传感器支持多种网络，还允许用户根据实际情况选择传感器和网络（有线或无线网络）并支持 “ ，即插即用 ” 。

基于IEEE1451标准和蓝牙协议的无线网络传感器设计.

522001嵌入式系统及单片机国际学术交流会论文集~————————————————————————————————————————一~基于IEEE 1451标准和蓝牙协议的无线网络传感器设计童利标。

徐科军oo 梅涛。

①舍肥工业大学自动化研究所,舍肥.230009②中科院合肥智能机械研究所,合肥,230031摘要采用IEEE 1451标准和蓝牙协议研制智能化无线网络传感器,可使传感嚣以即插即用的方式连接到数字网络上。

本文概述IEEE 145l传感器标准和蓝牙技术,给出一种基于IEEE 145l标准和蓝牙协议的无线网络传感嚣的设计方案,并介绍它的应用前景。

关键词IEEE 1451.蓝牙协议。

无线网络传感器引言IEEE和NIST在1997年和1999年颁布了IEEE J451.2和IEEE 1451.1标准,即智能传感器模块标准和网络适配器标准。

这些标准规定了传感器与微处理器相连以及连上网络的硬件和软件接口。

根据这些标准可研制出网络化智能传感器。

但是,在有些场合,使用有线电缆传输传感器信息是不方便的,为此,人们提出将 IEEE 1451标准与蓝牙协议结合起来,组成了一个无线网络传感器,以解决原有有线系统的局限。

无线网络传感器将使我们的生活成为真正的信息世界,给人们生活带来了巨大变革。

本文简介了IEEE 1451传感器的体系结构和蓝牙技术,主要阐述了基于IEEE 1451标准和蓝牙协议的无线网络传感器的硬件开发和软件设计方案及其应用前景。

2有关标准和协议简介2.1IEEE 145l标准L1“JIEEE 1451.2标准提供了将传感器和变迭器连接到一个数字系统,尤其是连接到网络的方式。

简单地说, IEEE 1451.2标准通过一个电子数据表格TEDS和一个连接传感器到徽处理器的数字接口,使传感器模块具有即插即用性。

图I示出了一个1451传感器的体系结构。

它包括网络、STIM、NCAP以及连接STIM和 NCAP的接口T11。

网络化智能传感器标准IEEE1451.2的TII协议探讨

行业频道服务用户:密码:网络化智能传感器标准IEEE 1451.2 的TII 协议研究2006-8-7 15:50:21 【文章字体：大中小】一、引言传感器与网络相连，是信息技术发展的一种必然趋势。

然而控制总线网络多种多样，千差万别，内部结构、通信接口、通信协议各不相同，以此来连接各种变送器（包括传感器和执行器），则要求这些传感器或执行器必须符合这些标准总线的有关规定。

由于技术上、成本上的原因，传感器的制造商无法使自己的产品同时满足各种各样的现场总线要求，而这些现场总线本身有各自的优点，针对不同的应用对象，有自身的优势；但它们之间的不兼容性、不可互操作性和各自为战的弊端，给广大用户带来了很大的不便。

一个通用的、普遍接受的传感器接口标准将使制造商、系统集成者和最终用户受益，这就是IEEE 1451 标准产生最直接的原因。

在各方努力下，IEEE 和NIST 在1997 年、1999 年和2003 年先后颁布了IEEE 1451.2、IEEE 1451.1 和IEEE 1451.3 标准，同时3个工作组对标准进行进一步的扩展研究，即IEEE P1451.4、IEEE P1451.4 和IEEE P1451.0。

IEEE 1451.2 标准通过一个变送器电子数据表（Transducer ElectronicData Sheet，简称TEDS），使变送器模块具有即插即用的功能，同时定义了一个连接变送器到微处理器的变送器独立接口（Transducer IndependentInterface，简称TII），并通过网络适配器（NCAP）把传感器和执行器连接到网络。

二、TII 概述变送器独立接口TII 是NCAP 与STIM 之间的硬件接口，它是通过10 根按照SPI 标准串行通讯方式的引脚在一起，如图1 所示，每个管脚的功能分配见表1，管脚信号电平定义见表2，同时给出了每个信号的触发电平和信号逻辑，需要注意的是表中所指出的信号是输入还是输出是相对STIM 而言的。

基于IEEE1451标准接口的智能传感器硬件设计

基于IEEE1451标准接口的智能传感器硬件设计1 引言微处理器带来的数字化革命到虚拟仪器的飞速发展．对传感器的综合精度、稳定可靠性和响应要求越来越高，传统的传感器已不能适应多种测试要求，随着微处理智能技术和微机械加工技术在传感器上的应用，智能传感器(Smart Sen—sor)诞生了。

所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息检测和信息处理功能的传感器。

智能传感器实现的途径一般有3 种方式：①非集成化实现是将传统的经典传感器、信号调理电路、带数字接口的微处理器组合为一整体，而构成的一个智能传感器系统。

②集成化实现的传感器系统是采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用硅作为基本材料制作敏感元件、信号调理电路、微处理单元，并把其集成到一块芯片上构成。

固又称为集成智能传感器。

③混合实现是根据需要，将系统各个集成化环节，如：敏感单元、信号调理电路、微处理单元、数字总线接口，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里。

这里采用非集成化实现的方式。

IEEE1451 是一种新的通用智能化传感器接口标准。

IEEE1451 标准为即插即用智能传感器与现有的各种总线提供了通用的接口标准。

IEEE 标准的提出，为提高全球范围内传感器技术水平提供了坚实的基础，为测试系统的智能化提供了基本前提。

在设计中，基于IEEEl45l.4 标准提出了一种新的接口，使传感器既可以输出模拟信号也可也输出数字信号，使得普通的传感器可以实现智能化。

2 智能传感器的硬件设计硬件设计主要介绍信号调理模块、A／D 转换模块、数据通信模块3 个模块。

传感器采用加速度传感器ADXL250，ADXL250 是ADI 公司推出的低噪。

智能传感器标准IEEE1451解析

中图分类号：Ｔ２２６文献标识码：ＡＰ１．
ＡｎａｙｓｓＯＥＥＥ４ＩｅｌｇｎｎｓｒＳａｄａｄｌｉｆＩ１５１ｎｔｌｉｅｔＳｅｏｔｎｒ
ＬＵｎ．Ａｏ — ｎＣＨＥＺｏｇｓｅｇＩＬｏｇＴＬｉｍｉ，Ｎｈｎｌｈｎ
智能传感器分为智能传感器接口模块（包括电子数据表格ＴＤ）ＥＳ、网络适配器及ＳＩ与ＮＡＴＭＣＰ间ＴＩ口Ｉ接关键词：智能传感器；ＩＥ４１ＥＥ１５，；ＩＥ４１ＥＥ１５；ＩＥ４１１ＥＥ１５．２
网络化智能传感器的开发具有重要作用。
变送器接口模块ＳＩ及两者间的有线、ＴＭ无线接口； ③ 定义ＮＣＰ中封装不同网络通信协议接口，支Ａ持多种网络模式及总线标准；④ 对智能传感器的
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兵工自动化
网络与售息技币
ＮｅｗｏｋａｄＩｆｒｔｎＴｃｎｌｇｔｒｎｎｏｍａｉｅｈｏｏｙｏ
Ｏ．．ｔｍａｉｎＩห้องสมุดไป่ตู้Ａｕｏｔｏ
２００７年第２６卷第８期
ＡｂｔａｔｎｅｌｅｔｓｎｏｔｎａｄＩｓｒｃ：ＩｔｌｇｎｅｓｒｓａｄｒＥＥＥ４ｉｏｉ１５１Ｓｃｍｐｓｄｏｅｅｕ — ｔｎａｄ．ＩＥＥ４．ｍｏｅｒｖｄｓｏｅｆｓｖｎｓｂｓａｄｒＳＥｌ５１１ｄｌｐｏｉｅｓｆｗａｅｉｔｒａｅｅｗｅｎＮＣＡＰａｄｎｔｒｓｔａｓｕｅｓｗｈｃｓｆｔｆｒｓｓｅｏｏｔｒｎｅｆｃｓｂｔｅｎｅｗｏｋ．ｒｎｄｃｒ，ｉｈｉｉｏｙｔｍｓｃｍｐｓｄｏｎｒｓｍｅＮＣＡＰｏｅｆｏｅｏｏｓ

IEEE 1451网络化智能传感器标准的发展及应用探讨

IEEE 1451网络化智能传感器标准的发展及应用探讨
童利标;徐科军;梅涛
【期刊名称】《传感器世界》
【年(卷),期】2002(8)6
【摘要】IEEE 1451标准由IEEE 1451.1、1451.2、P1451.3和P1451.4组成.它定义了一套连接传感器到网络的标准化通用接口,建立了网络化智能传感器的框架,这使得传感器制造商有能力支持多种网络.然而,IEEE1451标准在应用中存在着一些困难.本文简要介绍IEEE 1451标准的内容和发展过程,分析限制该标准应用的一些原因,讨论IEEE1451.x标准之间的关系,给出一个用于机器人手爪的基于
IEEE1451.1标准的网络化智能传感器的例子.
【总页数】8页(P25-32)
【作者】童利标;徐科军;梅涛
【作者单位】合肥工业大学自动化研究所;中科院合肥智能机械研究所,合
肥,230031;中科院合肥智能机械研究所,合肥,230031
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.IEEE 1451网络化智能传感器的通用建模方法及应用 [J], 黄国健;刘桂雄;洪晓斌;陈铁群
2.IEEE1451网络化智能传感器技术的研究与应用 [J], 段旭;任金鹏
3.基于IEEE 1451的无线网络化智能传感器探讨 [J], 童利标;徐科军;梅涛
4.基于IEEE1451网络化智能传感器技术的研究与应用 [J], 段旭;任金鹏
5.IEEE 1451网络化智能传感器接口技术 [J], 王石记;周庆飞;安佰岳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

提高IEEE1451智能传感器TII模型性能方法探讨

提高IEEE1451智能传感器TII模型性能方法探讨
陈耿新;黄国健;刘桂雄
【期刊名称】《自动化与信息工程》
【年(卷),期】2010(031)003
【摘要】针对变送器独立接口(TII)应用技巧的多样性,重点分析TII协议的时序、数据线利用率,提出增加NACK翻转传输位数、合理增加缓存区及基于DIN、DOUT同步读取数据三种不同场合下实用化应用方法.通过建立基于LabVIEW的TII模型仿真环境,对提出的方法进行仿真测试.
【总页数】4页(P1-3,10)
【作者】陈耿新;黄国健;刘桂雄
【作者单位】华南理工大学,机械与汽车工程学院;华南理工大学,机械与汽车工程学院;华南理工大学,机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于IEEE1451标准的智能传感器设计与实现 [J], 李琦;蔡立兵
2.基于IEEE1451标准接口的智能传感器硬件设计 [J], 刘文怡;韩志军
3.IEEE1451智能传感器多传感信息自校正方法研究 [J], 叶廷东;黄国健
4.网络化智能传感器标准IEEE 1451.2的TII协议研究 [J], 童利标;陆文骏;于益
5.智能传感器接口标准IEEE1451的最新研究与应用 [J], 叶湘滨;罗平;鲁琴
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基于IEEE1451.2的机器人传感器接口STIM的设计

ＡｂｔａｔＢｓｄｎｈＩＥ１５．ｔｎａｄｎｉｒｖｓｎｓｇｅｔｎ，ｋｎｏＳＩｓｒｃ：ａｅｏｔｅＥＥ４１２ａｄｒａｄｔｅｉｉｇｕｇｓｉｓａｉｄｆｓｓｏＴＭｗｔｔｅｏｅｆｉｈｈｃｒｏ
Ｌｈａｇｓｅｇ，，Ｕｈｎ — ｈｎＳＵＯＳｕｎ —ｈｎｌＷ２Ｚｏｇｃｅｇ．ＨＥＮＦｉｅ
（．ｍａｏｕｅｎｅａｔｎＬｂｒｔｒＨｅｉＩｓｉｔｆｎｅｉｅｔＭａｈｎｓＣｉｅｅＡａｅｆｃｅｃｓＨｅｅ２０３，１ＨｕｎＣｍｐｔｒＩｔｒｃｉａｏａｏｙ，ｆｎｔｕｅｏｔｌｇｎｃｉｅ，ｈｎｓｃｄｍｙｏｉｎｅ，ｆ３０１ｏｅｔＩｌＳｉ
Ｃｉａ２ＳｈｏｆｎｏｍａｏｉｎｅａｄＴｃｎｌｇＵｎｖｒｉｆｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｆＣｉａ，ｆｉ３０７，ｈｎ）ｈｎ；．ｏｌｏｆｒｔｎＳｅｃｅｈｏｏｙ，ｉｅｓｙｏｅｃｅｈｏｏｙｏｈｎＨｅｅ２０２ＣｉａｃＩｉｃｎｔＳｃｎ
摘要：对机器人感知系统应用，于ＩＥ１５．标准及其修订建议．计了以Ｃ０１００针基ＥＥ４１２Ｉ。ＳＩ的电子数据表单ＴＤＳＴＭＴＭＥ的设计是在ＩＥ１５．ＥＥ４１２
标准的基础上，合了机器人传感器应用的特殊情况，实现ＭｅＥ和ＣａｎｌＴＤＳ结在ｔＴＤＳａｈｎｅＥ的同时，计了终端用户特殊应用ＴＤＳ用户数据格式及其定义，设Ｅ的并基于可扩展标记语言ＸＭＬ，实现虚拟ＴＤ，用微软ｘＭＩ析器接口ＤＯ和ＳＸ，ＥＳ使解ＭＡ实现了ＳＩ的ＴＤＳＴＭＥ文件的可视化自动配置以及应用编程接口ＡＩＰ和ＤＬＬ最后．对基于ＣＮ２Ｂ实现的变送器针Ａ．０

IEEE 1451网络化智能传感器标准的发展及应用探讨

撞
ｌ蜀
Ｓｉｇ魏ａ｛ｐ影Ｏｃｅ
童利标徐科军梅涛口
一、引言
擒要：｜ＥＥＥ１４５１标准由｛ＥＥＥ’４５１．１、１４５１．２、Ｐ１４５１。３和Ｐ１４５１．４组
为了解决传感器与各种网
成。它定义了一套连接传憩器勤嚼终的标准｛艺通用接ａ．建立了网络化智
络相连的问题，以ＫａｎｇＬｅｅ为
能传感器的框架．这使得传感器奄ｌ造商有能力支持多种网络。然雨．｜ＥＥＥ
变送器的数量。此外，
ＩＥＥＥＰ１４５１ｔ３工作组
正在考虑一些可选的
ＴＥＤＳ。所有ＩＥＥＥ
１４５１．２中允许的ＴＥＤＳ
都有可能包括在内。这
些可选的ＴＥＤＳ中最
常使用的是标定
ＴＥＤＳ。这个ＴＥＤＳ提
供了必要的常数来转
换原始的传感器数据
为工程单位的格式或者转换工
程单位格式到执行器所需要的
格式。一些其它的ＴＥＤｓ正在考
最简单的系统只含有总线管理通信通道，它被用作所有的通信通道。总线通信通道置于一个固定的频率，或至少是一个小频率，保证每一个总线控制器都能使用。对最简系统来说，ＴＢＩＭ通信函数、同步函数、触发函数和数据传输函数都共享同样的通信通道。
ｍＥＥＰ１４５１．３中定义了几种ＴＥＤＳ。它们可以多种方式来划分。一些ＴＥＤＳ是机器可读且被用作允许总线控制器决定设备的特点；而其它ＴＥＤＳ是基于文本的用来说明设备如何操作的。三种机器可读的ＴＥＤＳ对系
ｒ．Ｔ１．０３▲。
万方数据
·一２ｉ００丽２．荣６夔量堂显◇Ｖ…一ｊ
个ＴＢＩＭ中只有一个
模型总体ＴＥＤＳ。变送
器特定的ＴＥＤＳ描述
了每个变送器的特点。
在ＴＢＩＭ中，每一个变
送器都有一个变送器

采用IEEE 1451.2的智能传感器独立接口设计

采用IEEE 1451.2 的智能传感器独立接口设计采用IEEE 1451.2 的智能传感器独立接口设计IEEE 1451.2 协议是一种网络化智能传感器接口标准。

IEEE 1451.2 协议规定智能传感器由网络适配器和智能传感器接口模块两部分构成。

传感器独立接口是智能传感器接口模块和网络适配器的接口，实现网络适配器对智能传感器接口模块的控制和两者之间的通信。

本文介绍满足IEEE 1451.2 协议的网络适配器和智能传感器接口模块之间的传感器独立接口设计，以及现场试验情况。

关键词IEEE 1451.2 TII 热插拔UCC3918 智能传感器引言20 世纪80～90 年代，基于各种现场总线技术的智能传感器得到了迅速发展。

由于现场总线种类很多，智能传感器接口纷繁复杂。

20 世纪90 年代末，IEEE 陆续推出了IEEE 1451 协议族，提出了统一的传感器接口和传感器的自描述模型，解决了智能化传感器的兼容性、互换性和互操作性等问题。

该协议已经用于压力监测、石油液位监测、蔬菜大棚环境监测等诸多领域。

IEEE 1451.2（transducer to microprocessor communication protocols and transducer electronic data sheet formats）是IEEE 1451 协议族中的数字式点对点有线传输标准。

只要网络适配器（NCAP）和智能传感器模块（STIM）遵守IEEE 1451.2 标准，不论测控网络采用何种网络标准，各厂家生产的智能传感器接口模块都可以实现相互兼容，从而方便地加入已有的测控网络中。

因此，符合IEEE 1451.2 协议的传感器独立接口是此类测控网络的重要环节。

本文在介绍IEEE 1451.2 协议的基础上，详细介绍了在实现同步相量测量的电力系统传感器网络中的传感器独立接口（Transducer Independent Interface ，TII）电路的设计方案。

基于IEEE 1451.2的智能传感器独立接口设计

基于IEEE 1451.2的智能传感器独立接口设计
杨江
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】IEEE 1451.2协议是一种网络化智能传感器接口标准.IEEE 1451.2协议规定智能传感器由网络适配器和智能传感器接口模块两部分构成.传感器独立接口是智能传感器接口模块和网络适配器的接口,实现网络适配器对智能传感器接口模块的控制和两者之间的通信.本文介绍满足IEEE 1451.2协议的网络适配器和智能传感器接口模块之间的传感器独立接口设计,以及现场试验情况.
【总页数】3页(P8-10)
【作者】杨江
【作者单位】电子科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
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网络化智能传感器标准IEEE 协议研究TII 的14512
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协议研究IEEE 1451.2 的TII 网络化智能传感器标准用户:
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2006-8-7 15:50:21 【文章字体：大中小】打印收藏关闭
一、引言
传感器与网络相连，是信息技术发展的一种必然趋势。

由于技术上、成本上的原因，传感器的制造商无法使自己的产品同时满足各种各样的现场总线要求，而这些现场总线本身有各自的
优点，针对不同的应用对象，有自身的优势；但它们之间的不兼容性、不可互操作性和各自为战的弊端，给广大用户带来了很大的不便。

一个通用的、普遍IEEE 接受的传感器接口标准将使制造商、系统集成者和最终用户受益，这就是
1999 在各方努力下，1451 标准产生最直接的原因。

IEEE 年、在和NIST 1997
标准，IEEE 1451.3 和IEEE 1451.1 、IEEE 1451.2年先后颁布了2003 年和
同个工作组对标准进行进一步的扩展研究IEEEP1451.IEEEP1451.4
IEEE P1451.
Transducer ElectronicIEEE 1451.2标准通过一个变送器电子数据表
），使变送器模块具有即插即用的功能，同时定义了DataShee，简TEDS
Transducer Independent个连接变送器到微处理器的变送器独立接口
）把传感器和执行器连接），并通过网络适配器NCA，简InterfacTI网络概述变送器独立接TII二标准串SPI10根按之间的硬件接口TIINCAPSTIM它是通，管脚信所示，每个管脚的功能分配见通讯方式的引脚在一起，如1
，同时给出了每个信号的触发电平和信号逻辑，需要注意的电平定义见表中所指出的信
号是输入还是输出是相STIM而言的。

其中NINT 是允许由STIM 根据ASSERT 的信号接口线，其他的信号线都是由NCAP 控制通讯和信息交换；NSDET 用来判断一个STIM 是否挂接在系统上，NCAK 仅仅是响应NCAP 的动作；对于单个传感器的场合，NTRIG是由NCAP 用来控制读传感器数据或向执行器发送数据的时间，对于多传感器的场合，NTRIG
的功能使用较为复杂。

．
STIMNCAP之间的通讯基本过程可以看作NCA通DINDCLK通某STI，在写数据时NCA保DCLK 并将数据加DIN上，在读数时NCAP保DCL并DOUT上读入数据。

在任一通讯方式中NIO 可以作是用来完成实现数据传输功能触发的片选NCA除了STIM用来做触发响
应外同时用作数据传输响应为了接口简单起见两种功能不同时出现NCAP
的角度来看STIM可以看作是一个存储设备，其中的数据和功能实现可以过相应的功能地址获取，每一个功能地址包括了被访问通道和需要实现的能，每STIM可以255个通道。

如果需要对所有的通道数据进行访问，选择通
TII提供了电源和STIM的一个通用的地NCAP提供最75mA的电流电
50.20VDCSTIIEEE1451.2标准提供了独立NCAP的补充的源，如必要可提供精确的或高压电源给传感器，但是只NCAP可以提供电STIM接口电路TII接口提供NCAPSTI之间的读写时序。

最高级协议是读结构、写结构和触发
下面就TII协议的具体内容作如下说明
三TII协议研
协议规范了触发功能的执行和使用物理TII 执行时的数据传输功能。

NCAP
和STIM 都参与了每个协议，对它们各自特定的任务作了区分，一部分协议被分级定义。

所示。

2如图)读写顺序(之间的数据传输协议STIM 和NCAP
结构是字节序列的传输，字节传输是比特序列的传输。

所有的触发、读结构和写结构的初始状态都伴随着NTRIG、NACK 和NIOE 线闲置。

1．触发
NCAP
触发一般在读传感器之前或写入执行器之后使用，其具体的过程是：
等待通道写通道TEDS 的持续时间，NCAP 发信号触发NTRIG，STIM 发信号触发NACK，然后NCAP 闲置NTRIG 和STIM 闲置NACK，最后NCAP 等待通道读通道TEDS 的持续过程。

2．位传递方法
数据以比特流的形式从NCAP 经DIN 到STIM 传输，从STIM 经DOUT 到NCAP 传输，传输以以下的方式受DCLK 线的控制，其过程为：DCLK 高度空闲，在DCLK的第一个下降沿，将要传输的第一个字节由发送器触发（NCAP 在线路DIN 上，STIM 在线路DOUT 上），在随后的DCLK 上升沿上，比特被接收者锁存，后来的比特传输重复上述步骤。

虽然一个全双工的传输可以同时使用DIN 和DOUT，但这标准并没有使用这一的功能,也就是，当数据从NCAP到STIM 传输时，NCAP 忽略DOUT 线，同样的，当数据从STIM 到NCAP 传输时，STIM 忽略DIN 线。

需要注意的是DCLK 不需要一个常数频率或任务周期。

3．读/写字节传输协议
读字节传输协议是从STIM 到NCAP 传输，写字节传输是从NCAP 到STIM 传输。

所有的数据必须使用比特传输协议并以8 比特组的形式从NCAP 到STIM 传输，只有当NCAP 检测到NACK 线上的传输时，它才会继续写字节传输。

当STIM
已经适当的处理了先前的字节并已准备执行NCAP 时，它才在NACK 线上传输。

与写字
传输不同的是，只有当NCAP 检测到NACK 线上的数据传输时，它就会继续读字节传输。

当STIM 已经适当的处理了先前的字节并已准备NCAP 的执行时，它将在NACK 线上传输。

4．读/写结构传输协议
读结构协议的过程为：NCAP 进入NIOE 线，NCAP 等待直到STIM 进入NACK
用写字节传输协议写通道地址，NCAP 用写字节传输协议写功能地址，NCAP 线，
NCAP 从最高有效位到最低有效位用读字节传输协议读0 个或多个数据字节，NCAP 出NIOE 线，STIM 出NACK（如果已经传输了奇数字节，依据读字节传输协议，NCAK 就已经无效）。

读结构协议与写结构协议类似，其过程为：NCAP进入NIOE 线，NCAP 等待直到STIM 进入NACK 线，NCAP用写字节传输协议写
功能地址，NCAP 用写字节传输协议写通道地址，NCAP 从最高有效位到最低有效位用
读字节传输协议读0 或多个数据字节，NCAP 出NIOE 线，STIM 出NACK
线（如果已经传输了奇数字节，依据字节读传输协议，NCAK 就已经无效）。

NCAK 在高压或在低压结束取决于传输了奇数还是偶数字节，如果在数据传输结构结束
时是低压，那么对闲置的NIOE 线来说，将是一个有效的握手（hand-shake）。

如果NCAK 出NIOE 线时是高压，那么NCAP 就可以确认STIM
已经在重新进入NIOE 线前等待了至少为结束结构检测延迟时间的持续时间，来验证数据传输结构的结束。

当然，NCAP 和STIM 之间的TII 接口数据传输协议还有一些例外的情况，在此就不一一展开了。

四、结论
TII描述了连接STIM和NCAP之间的数字接口，并定义了协议、时序和电气规格等，以确保NCAP和STIM不同连接间流畅的数据交换。

这一通用的、普遍接受的TII接口标准将使传感器具有即插即用的特性，使制造商、系统集成者和最终用户都受益。

本文从TII 接口的物理管脚和信号定义出发，研究分析了触发、TII中读/写字节传输、读/写结构传输等协议，为基于IEEE 1451.2的网络化传感器的实用化做了一点基础工作。

当然，应该看到，网络化智能传感器标准的普遍接受并走向产业化，以及适合我国的网络化智能传感器标准的推出，都还需假以时日，有大量的工作需要来完成。