基于IEEE+1451标准的智能传感器网络接口的研究与实现

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基于IEEE1451.2协议的变送器接口TⅡ设计与实现

基于IEEE1451.2协议的变送器接口TⅡ设计与实现
n st e T Ia d p Uo o ewe n S I a d NC P, h c k ste p u J l yfft s u e sa al be I e d sg ig p U e s e h I n rtc l t e T M n A b w ih ma e l g a d pa h 1 0 mn d c r v i 1 . ’ e i nn r c s a h 0 Ii cu e n 1sso ed f i o n 0 k n rn i l 0 I Ⅱ ( ue h a d a e cru t e inn fr 1 t rs n i gi f l d d a ay i f h ei t n a d w r i gp icp e f I l 1 ,t eh r w r ic i d sg i g0 I wi p e e t s TI n t ni T 】 d r h n t
能 上 符合 IE 15 . 准 , E E 4 12标 可应 用 于 IE 15 . 网络 化 传 感 器研 究 。 E E 4 12的
关键 词 : I协 议 ; E E 4 12 C P; TM TI IE l5 . ;N A S I
中图 分 类 号 :P 1 T22
文 献标 识 码 : A
Ke r s I p oo 0 ;I E 4 1 2;NC y w0 d :T I r tc l E E l 5 . AP;S I T M
0 引 言

We b
T EDS

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 ,E E协会 制定 了针对 网络 智能 变 IE
D l nUIvri o elll , aiIl6 2 , ia ai l es f c l o a i T lo D I I l0 4 Chn ) a

基于IEEE1451.1的网络化智能传感器设计

基于IEEE1451.1的网络化智能传感器设计
I EEE 4 . 1 51 1标 准 定 义 了 网 络 独 立 的
络 址
NeBO t X



2 8 3 25
脉 冲 信 号 接 收 电 路
信 息 模 型 , 使 传 感 器 接 口 与 N CAP
相 连 , 它 使 用 了 面 向 对 象 的 模 型 定

受 益 , 这 就 是 I E 1 51标 准 产 生 最 直 接 的 原 因 ” 。 EE 4 在 各 方 努 力 下 , I E和 NI T在 1 9 EE S 9 7年 和 1 9 9 9年 颁
1 2 传 感 器 简 介 .
机 器 人 手 爪 是 机 器 人 执 行 精 巧 和 复 杂 任 务 的 重

体 化 地 设 计 和 集 成 到 手 爪 中 , 并 且 在 手
爪 上 集 成 了 传 感 器 的 信 号 调 理 电 路 , 对 外
是一个 1 5芯 的 接 口 来 输 出 传 感 器 信 号 和 接
入 电 源 。 采 用 神 经 元 网 络 方 法 , 对 多 传 感 器 的 数 据 进 行 融 合 , 可 得 到 手 爪 的 握 力 大 小 , 判 断 手 爪 是 否 与 工 件 安 全 连 接 ( 可 靠 即 抓 取 ) 用 机 器 人 手 腕 部 所 受 的 多 维 力 大 小 以

力 , 即 在 机 器 人 手 爪 上 配 置 多种 传 感 器 。 手 爪 通 过 传 感 器 获 得 外 部 环 境 的 信 息 , 以 实 现 快 速 、 准 确 、 柔 顺 地 触 摸 、 抓 取 、 操 作 工件等 。 EM R 机 器 人 手 爪 的 感 觉 系 统 由 具 有 适 当空 问分 布的 l 力 觉 、6个 接 近 觉 、 1个 0个 距 离 觉 以 及 1个 温 度 传 感 器 构 成 。 它 们 被

基于1451协议的传统与智能传感器的即插即用

基于1451协议的传统与智能传感器的即插即用

l.oe rg L竹“ P n lr c a Uirt Ce d 6 0 , i 2 lg0 F e竹 n 口 s d uu sf iu v s C l Pf o g g C te S h n n ei h gu 1 6 C n a o y, n 0 4 ha

Ab ta t I o sd r t n o h o e t e n f d l - s d t a ii n lta g u e sa d t er a ia i n s r c : n c n i e a i f t e d m si d ma d o e y u e r d to a r n d c r n h e l t o c wi z o o n e l e tme s r m e t h s p p r i t o u e h o t r n a d r k ft e s a tt a s u e fi t l g n a u e n ,t i a e r d c s t e s fwa e a d h r wa e ma e o h m r r n d c r i n
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பைடு நூலகம்
第2 0卷
第 2期
技 传 感 术 学 报
E AC C NE E J HI S OUR L OF S NSORS AND TUATORS NA
v0 . 0 No 2 12 .
F b 2 0 e .07
20 0 7年 2 月
Z HANG h - 1 , S Pgj * RAN h 一口 1 S i , HENG J 口 , E S , HI Z Y i Z NGJ , A Y u M N i
1 S^ 0 f E P cl gneign d If r a ino ih a nvri ,C eg u6 0 6 C ia 、 . c 0z l a ier” ” n om t fSc u nU iest 0 En o y hn d 10 5’ hn ;

IEEE1451网络化智能传感器技术的研究与应用

IEEE1451网络化智能传感器技术的研究与应用

work technology,and the combination ofD SP an d AR M technology,we bring up t he—system 's software a n d hardware
as well as network interface method.Finally 期 icle introduces the application program and prospect. || 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 (Smart t ra ns—
景 下 制定 的 。
ducer interface module,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 ,
2 IEEE1451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的智能监控系统数据交换技术

基于IEEE1451的智能监控系统数据交换技术

C ODEN J YI I DU
h t t p : / / w w w . j o c a . c n
d o i : 1 0 . 3 7 2 4 / S P . J . 1 0 8 7 . 2 0 1 3 . 0 1 1 8 3
基于 I E E E 1 4 5 1的 智 能 监 控 系统 数 据 交 换 技 术
m o d e l i n g r e q u i r e m e n t o f Me a s u i r n g a n d C o n t r o l S y s t e m( MC S ) ,t h e p a p e r d e s i g n e d a MC S s t r u c t u r e b a s e d o n I E E E 1 4 5 1
J o u na r l o f C o mp u t e r Ap p l i c a t i o n s
I S S N 1 0 01 — 9 0 8 1
2 0 1 3 . . 0 4 . . 0 1
计 算机 应用, 2 0 1 3 , 3 3 ( 4 ) : 1 1 8 3—1 1 8 6 文章编号 : 1 0 0 1 —9 0 8 1 ( 2 0 1 3 ) 4 —1 0 1 8 3— 4 0
2 .G u a n g z h o u A c a d e m y o fS p e c i a l E q u i p en m t I n s p e c t i o n ,G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 1 8 0 ,C h i n a ; 3 .S c h o o l f o Me c h a n i c a l a d n A u t o m mi v e E n g i n e e r i n g ,S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 40 6 ,C h i n a )

基于IEEE1451协议和ARM+DSP的网络适配处理器设计

基于IEEE1451协议和ARM+DSP的网络适配处理器设计
有 较 快 的 硬 件 来 支撑 整 个 系 统 的 运 行 和 复杂 的数 据 采 集 处 理 。
2 NCAP的 硬 件 设计
了应 用 和 网络 的互 用 性 , 过 定 义一 整 套 通 用 的通 信 接 口 , 变 通 使
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 , 能 够最 终 实 现 各 个 厂 家 产 品 的互 换 性 与互 操 作 性 。 并
IE 15 E E 4 1协 议 规 定 了 N AP和底 层 S I 接 口 , 没规 定 C TM 并 和 上 层 网络 的 接 口类 型 , 此 , 以 在 N P上 设 计 丰 富 的 上 因 可 CA 层 网络 接 口 , 强 N A 增 C P通 用 性 。 用 型 N P除 接 口 丰 富外 , 通 CA 还 应具 有 较 强 的在 线 编 程模 式 , 方便 用 户再 开 发 。 CA N P作 为底
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《 业 控 制计 算 机 } 0 7年 2 工 20 0卷 第 3期
基于 IE 15 协议和 A M+ S E E 1 4 R D P的网络适配处理器设计
De in f Ne wo k Ca a l pl a in Pr c s o s d sg o t r p be Ap i t o e s r Ba e c o
IE 1 5 E E 4 1系 列 标 准 ( IE 1 5 协 议 , 同 ) 共 有 6个 子 协 即 E E4 1 下 一 议 。 IE 1 5 E E 4 1标 准 目的 是开 发 一种 软 硬 件 的连 接 方 案 , 智 能 将

基于IEEE1451标准的无线变送器模块的设计

基于IEEE1451标准的无线变送器模块的设计

Ab t c :[ s r t EEE 5 t n a d c n s l et e p o lms o t ro e a i n a d i t rc a g e we n dfe e t s r e s r . iBe s s — a 1 sa d r a o v h r b e fi e _ p r to n n e h n e b t e i r n ma ts n o s 4 1 n f Z g e i e
引 言
随 着 计 算 机 技 术 和 通 信 技 术 的 发 展 , 于 各 种 现 场 标 基 准 的分 布 式 测 量 和 控 制 系 统 得 到 广 泛 应 用 。这 些 系 统 采 用 了多 种 控 制 总 线 , C 如 AN、 LONw ORKS F 、 ROF B 、 I US
l IE l I E I EE E E l 4 11 l 5 . l15 . 4 10 l 1 I
基于 I E 15 E E 准 的 无 线 变 送 器 模 块 的 设 计 4 1标
洪 敦 志 , 家 平 , 建 华 吴 沈
( 东 师 范 大 学 信 息 学 院 , 海 25 EE 4 1协 议 可 以解 决 不 同智 能 传 感 器 之 间 的 互 操 作 性 和 互 换 性 等 问题 。本 文选 择 Z g e iB e作 为 底 层 通 信 协 议 , 在 此 基 础 上 设 计 了 无 线 变 送 器 接 口 模 块 ( rls a s u e n efc d l, Wiee sTr n d cr Itrae Mo ue WTI ) 并 通 过 该 模 块 实 现 基 于 M , I E1 5 EE 4 l的数 据 传送 和信 息 交换 。
H o g Du z i n n h ,W uJ a n ipig,S e in u h n Ja h a

IEEE 1451标准网络化传感器技术最新进展

IEEE 1451标准网络化传感器技术最新进展
表 1 I E15 智能 变送器标准体系 E 4 1 E
代号 名称与描述 状态 待颁布 颁布标准 ( 修订 中) TE S格式 D
T D E S格 式 式
I E 4 10 智能变送 器接 口标 准 E E Pl5 . I E 4 1 1 网络适配器信 息模 型 E E 1 5 .

A taos。 cu tr) 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 】 K n e 表示 :“ a g Le 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 】 。 1 I E 1 5 网络 化智 能传感器标准简介 E 4 1 E IE 4 标准 目的是开 发一种软硬件的连接方 E E 15 1 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 Itr e/n rn t n en t Ita e。 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 IE 4 智能变送器标准族 E E 15 1
【 摘 要1 E E 15 标准族的目标是定义一套通用的通信接口, IE 4 1 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 ” 。

IEEE1451

IEEE1451

IEEE1451协议相关知识的随笔✧姓名:✧学号:✧专业:✧日期:一、引言为了解决传感器与各种网络相连的问题,以Kang Lee为首的一些有识之士在1993年就开始构造一种通用智能化传感器的接口标准。

在1993年9月,IEEE 第九届技术委员会即传感器测量和仪器仪表技术协会决定制定一种智能传感器通讯接口的协议,在1994年3月,美国国家技术标准局NIST和IEEE共同组织了一次关于制定智能传感器接口和制定智能传感器连接网络通用标准的研讨会,从这以后已连续举办了4次会议,讨论这种标准建立方面的细节问题,即IEEE 1451传感器/执行器智能变送器接口标准。

直到1995年4月,成立了两个专门的技术委员会:P1451.1工作组和P1451.2工作组。

P1451.1工作组主要负责对智能变送器的公共目标模型进行定义和对相应模型的接口进行定义;P1451.2工作组主要定义TEDS和数字接口标准,包括STIM和NACP之间的通讯接口协议和管脚定义分配。

1995年5月即给出了相应的标准草案和演示系统。

经过几年的努力,IEEE会员分别在1997年和1999年投票通过了其中的IEEE 1451.2和IEEE 1451.1两个标准,同时新成立了两个新的工作组对1451.2标准进行进一步的扩展,即IEEE P1451.3和IEEP1451.4。

IEEE、NIST和波音、惠普等一些大公司积极支持IEEE1451,并在传感器国际会议上进行了基于IEEE 1451标准的传感器系统演示。

二、IEEE1451简介1、IEEE 1451.2标准1451.2标准规定了一个连接传感器到微处理器的数字接口,描述了电子数据表格TEDS(Transducer Electronic DataSheet)及其数据格式,提供了一个连接STIM和NCAP的10线的标准接口TII,使制造商可以把一个传感器应用到多种网络中,使传感器具有“即插即用(plug-and-play)”兼容性。

智能传感器标准IEEE 1451解析

智能传感器标准IEEE 1451解析

智能传感器标准IEEE 1451解析
刘龙;陶利民;陈仲生
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】2007(26)8
【摘要】智能传感器IEEE 1451标准体系由7个子标准组成.IEEE 1451.1模型分别为网络适配器与通信网络、NCAP与变送器模块间的通信提供软件接口,适用于单个或多个NCAP组成的系统,其传感器通过NCAP与外部网络连接.IEEE 1451.1标准规定的软件接口通过对象、数据和网络通讯3种模型实现.IEEE 1451.2标准则将网络化智能传感器分为智能传感器接口模块(包括电子数据表格TEDS)、网络适配器及STIM与NCAP间TII接口.
【总页数】3页(P48-49,62)
【作者】刘龙;陶利民;陈仲生
【作者单位】国防科技大学,机电工程研究所,湖南,长沙,410073;国防科技大学,机电工程研究所,湖南,长沙,410073;国防科技大学,机电工程研究所,湖南,长沙,410073【正文语种】中文
【中图分类】TP212.6
【相关文献】
1.IEEE 1451标准族智能传感器技术发展浅析 [J], 黄永忠;李正晓
2.基于IEEE1451标准的智能传感器设计与实现 [J], 李琦;蔡立兵
3.基于IEEE1451标准接口的智能传感器硬件设计 [J], 刘文怡;韩志军
4.IEEE1451 标准智能传感器中网络应用处理器的实现 [J], 吴忠杰;林君;李冶;朱虹;张颖
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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智能传感器标准IEEE1451解析

智能传感器标准IEEE1451解析
中图分 类号 :T 2 26 文献 标识 码 :A P1.
AnayssO EEE 4 I e lg n ns rS a da d l i fI 1 51 ntli e tSe o t n r
L U n . Ao — n CHE Z o g s e g I Lo g T Limi , N h n l h n
智能传 感 器分 为智 能传 感 器接 口模 块 ( 包括 电子 数据 表格 T D ) E S 、网络适 配 器及 S I 与 N A TM C P间 TI 口 I接 关键 词 :智 能传感 器 ;I E 4 1 E E 1 5 ,;I E 4 1 E E 15 ;I E 4 11 E E 1 5 . 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 S I 及两者 间的有线 、 TM 无线接 口; ③ 定 义 NC P 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
Newo k a d I f r t n T c n l g t r n n o ma i e h o o y o
O. . t m a i n Iห้องสมุดไป่ตู้Au o t o
20 0 7年 第 2 6卷第 8期
Ab ta t n e l e t s n o t n a d I sr c :I t l g n e s r sa d r EEE 4 i o i 1 51 S c mp s d o e e u — t n a d .I EE 4 . mo e r v d s o e f s v n s b sa d r S E l 51 1 d lp o i e s fwa e i t r a e e we n NCAP a d n t r s ta s u e s wh c sf tf r s se o o t r n e f c s b t e n e wo k . r n d c r , i h i i o y t ms c mp s d o n r s me NCAP o e fo e o o s

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

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
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基于UPnP智能传感器网络接口与优选服务设计

基于UPnP智能传感器网络接口与优选服务设计

息格式、自标识描法,将参数信息量计算分
布在满足服务要求的网络适配器 NCAP( Network Capable Application Processor) 。实验表明该方法减少了网络接口数据流量开
销,使 UPnP 设备服务效率得到有效提高。
第 12 卷 第 33 期 2012 年 11 月 1671—1815( 2012) 33-9056-05
科学技术与工程
Science Technology and Engineering
Vol. 12 No. 33 Nov. 2012 2012 Sci. Tech. Engrg.
基于 UPnP 智能传感器网络接口与 优选服务设计
关键词 UPnP IEEE 1451 即插即用 设备优选
中图法分类号 TP212. 6;
文献标志码 A
智能 化、网 络 化 是 现 代 传 感 重 要 发 展 方 向[1]。 IEEE 1451 系列标准,针对不同应用对象、接口,建 立传感器通信机制,为实现智能传感系统接口即插 即用提供有效解决方案[2],但仅集中于智能传感接 口即插即用 技 术 上,并 未 涉 及 网 络 接 口 部 分,为 适 应网络系统结构动态多变性要求,须研究智能传感 器网络接口即插即用。分布式开放网络架构通用 即插即用协议 UPnP,具有即插即用、零配置、自主联 网等自适应特点[3],适用于智能传感器网络接口即 插即用的开发。目前,基于 UPnP 的网络接口即插 即用研究主 要 集 中 于 网 络 构 建 与 实 现 等 方 面[4—7], 如文献[5]通过 UPnP 技术实现智能化状态监测与 故障诊断网络系统,利用 UPnP 事件调用机制与内 部通信接口 实 现 监 测 节 点 自 主 识 别、无 缝 链 接,提 高系统动 态 性 能 及 协 同 性,但 未 考 虑 网 络 资 源 分 配、系统稳定性等问题; 文献[7]研究基于 P2P-UP-

IEEE1451网络化智能传感器的通用建模方法及应用

IEEE1451网络化智能传感器的通用建模方法及应用

s t n c t h tt uls i dia e t a heUM L— a e b s d mod l e ho o d beus d t fe tv l e c i hesm p iid e i m t d c ul e o e f c i e y d s rbet i lfe ng
能实 现 传 感 器 的“ 即插 即用 ” 实 现 良好 的 网 络 互 操 作 性 。 和 关 键 词 : 能 传 感 器 ; 模 ; E 4 1 通 用性 ; 智 建 I E15 ; E 统一 建模 语 言 文献标识码 : A d i1 . 7 8 O E 2 1 1 0 . 9 4 o :0 3 8 / P . 0 0 8 8 1 1
中 图分 类 号 : P 1 T 22
Uni e s lm o e i g m e h d a d a lc to o v r a d ln t o n pp i a i n f r
ne w o k i e lg nts ns r s d on I t r nt li e e o s ba e EEE 1 1 45
I E E E 15 4 1网络 化 智 能 传 感 器 的 通 用 建 模 方 法 及 应 用
黄国健, 刘桂雄, 洪晓斌, 陈铁群
( 华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 50 4 ) 160
摘 要 : 提 高 网络 化 智 能 传 感 器 的互 操作 性 , 分 析 I E 4 1 准 传 感 器 的定 义 和 功 能 需 求 的 基 础 上 , 用 统 一 建 模 为 在 E E 15 标 利 语言( UMI , 别从 静态 用例 建模 、 态 顺 序 描 述 和 系 统 部 署 3个 层 面 构 建 了 一 系 列 面 向 网络 化 测 控 的 通 用 型 智 能 传 分 ) 动 感器 系统 模 型 , 建 了 一 款 可用 于在 线检 测 绝 缘 子 污秽 状 况 的 网络 化 智 能 传 感 器 。相 对 于 从 传感 器 原 型 开 始 开 发 , 方 搭 该

IEEE1451标准在工业无线传感网络中的应用

IEEE1451标准在工业无线传感网络中的应用

华中科技大学硕士学位论文IEEE1451标准在工业无线传感网络中的应用姓名:***申请学位级别:硕士专业:信号与信息处理指导教师:***20081106摘要由于工业现场市场过于细分,市场上现有的智能传感器网络和现场总线种类繁多,在实际的应用中都有各自的优势和劣势。

缺少公认的传感器标准接口对于制造商来说是一个严峻的挑战,使传感器支持所有现有的通信协议就成为了一种重要且十分昂贵的方法。

IEEE 1451标准正是在这种条件下推出的,它定义了一组智能传感器与网络连接的标准接口。

工业现场目前基本都是采用有线方式连接,而工业现场存在环境恶劣和布线困难的问题,采用无线网络传感器技术可以有效的解决这一问题。

因此,IEEE 标准推出了其无线标准部分,即IEEE 1451.5。

IEEE 1451.5标准是一个比较新的标准,目前国外只有少数学者对其进行了研究,而国内还没有任何研究机构和个人对它进行详细研究。

此外,国内外传感器厂商对IEEE 1451系列标准以及该系列标准之间的关系还存在错误的认识。

因此,对IEEE 1451标准的研究以及如何将IEEE 1451.5标准应用于工业现场环境具有很高的研究价值。

本文首先对智能传感器网络已有的标准进行了归纳和研究,分析了当前各标准在工业智能传感器网络应用中存在的问题,而采用IEEE 1451系列标准可以有效解决现场总线标准不统一等问题。

紧接着对IEEE 1451系列标准特别是IEEE 1451.5标准及所涉及的变送器电子数据表的主要内容和特点进行了介绍,综述了当前无线通信标准的发展状况,IEEE 1451标准定义的智能无线传感器网络包含两个基本节点:网络能力应用处理器(NCAP)和无线变送器接口模块(WTIM),本文采用了将IEEE 1451.0标准与IEEE 1451.5标准相结合的方式对系统进行了整体设计。

在本次设计中,通过在IEEE 1451.0层和IEEE 1451.5层采用通用的API进行封装,使得无线通信设备模块独立于节点的设计,从而大大简化了无线智能传感器节点的设计和生产,并提供了各厂家产品以及各无线通信标准的互操作性。

(TEDS)和一个混合模式的接口(MMI)14.3.3IEEE1451智能传感器接口

(TEDS)和一个混合模式的接口(MMI)14.3.3IEEE1451智能传感器接口

DS1991采样窗口 15us 60us
tLOW0
60us<tLOW0<tSLOT<120us 1us<tREC<∞
(c) 写0时序图
14.3.1 基于典型芯片级的总线
㈠ 1-Wire总线时序
tSLOT tREC
0V
tSU tLOWR
主机采样
tRELEASE tRDV
60us≤tSLOT<120us 1us≤tLOWR<15us 0≤tRELEASE<45us 1us≤tREC<∞ tRDV=15us
高温报警触发器TH 高温报警触发器TH 高温报警触发器TH 高温报警触发器TH
温度寄存器
电源 检测
图14-13 DS18B20的内部框图
图13-14 DS18B20测温原理框图
14.3.1 基于典型芯片级的总线
㈡ I2C总线简介 I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是Philips公司 20世纪80年代推出的一种用于IC器件之间的二线制串行扩 展总线,它可以有效地解决数字电路设计过程中所涉及到 的许多接口问题。 I2C总线的特点主要表现在以下几个方面: ①简化硬件设计,总线只需要两根线 ②器件地址的唯一性 ③允许有多个主I2C器件 ④多种通信速率模式 ⑤节点可带电接入或撤出(热插拔)
目前对传感器的特性进行提高的软件方法主要有:
⑴ 将传感器的动态特性用低阶微分方程来表示; ⑵ 按传感器的实际特性建立补偿环节。
14.2.5 自校准与自适应量程
⑴ 自校准 传感器的自校准采用各种技术手段来消除传感器的各 种漂移,以保证测量的准确。自校准在一定程度上相当于 每次测量前的重新定标,它可以消除传感器系统的温度漂移 和时间漂移。 ⑵ 自适应量程 智能传感器的自适应量程,要综 合考虑被测量的数值范围,以及对测 量准确度、分辨率的要求诸因素来确 定增益(含衰减)档数的设定和确定切 换档的准则,这些都依具体问题而定。

IEEE1451协议中电子数据表格(TEDS)的研究

IEEE1451协议中电子数据表格(TEDS)的研究

IEEE1451协议中电子数据表格(TEDS)的研究作者:李威李冶张颖邱飞来源:《电脑知识与技术·学术交流》2008年第20期摘要:IEEE1451网络化智能传感器代表了未来传感器的发展方向,协议的提出很好的解决了传感器之间互换性与互操作性差的难题。

本文简要概述了IEEE1451协议,对其中定义的电子数据表格(TEDS)进行了详细分析。

通过基于片上系统ADuC812的智能传感器模块来说明电子数据表格的实际应用和作用,同时介绍了用VC设计的上层下载软件来实现表格的数据填写和下载。

关键词:IEEE1451;TEDS;智能传感器;ADuC812中图法分类号:TP212 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)20-30334-03The Research on Transducer Electronic Data Sheet of IEEE1451LI Wei1,2, LI Ye1, ZHANG Ying1, QIU Fei1(1.Dept. of Instrument Science & Electrical Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China; 2. Dept. of Electronic information in Zhuhai institute of Jilin University, Zhuhai 519000, China)Abstract: The IEEE1451 protocol is briefly described in this paper first, and The Transducer Electronic Data Sheet(TEDS) is studyed in detail .To show the application & function of TEDS in the smart transducer module, the system on chip ADuC812 is used here.Also, the article has given a software designed with VC which to win the fuction of TEDS and download of data.Key words: IEEE1451; TEDS; Smart transducer; ADuC81国际电子电气工程师协会(IEEE)面对目前传感器市场上总线接口互不兼容,互操作性差难以统一的难题,专门建立专家组制定IEEE1451协议族,以此来解决传感器接口的标准化问题。

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

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【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.【期刊名称】《自动化与信息工程》【年(卷),期】2010(031)003【总页数】4页(P1-3,10)【关键词】IEEE1451;TII;LabVIEW;传输速率;延时【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1 引言IEEE1451系列网络化智能传感器接口标准为实现传感器网络中通讯设备和现场总线多样化奠定基础。

其中 IEEE1451.2规范了网络化智能传感器基本结构,包括智能变送器接口模块 STIM (Smart Transducer Interface Module)、网络适配器NCAP(Network Capable Application Processor)以及建立它们联系的接口TII(Transducer Independent Interface),通过一系列的读写逻辑操作功能,实现了传感器的互连与互换。

TII协议是一种通用技术规范,IEEE1451.2允许用户在需要的情况下,改变标准推荐的传输模式,使其更好地发挥性能。

文献[1]分析了触发、TII中读/写字节传输、读/写结构传输等协议关系,为协议使用做了一些有益工作[1];许多专家学者则从简化TII连线角度出发,定义一种更为简单的物理层(如RS-232、USB等),将启动、启动回应、快速交换及出错报告等信号由原来的硬件信号线改为通过串行的信息来处理,虽简化了TII连线,但降低数据传输速率、增加数据丢包风险[2~6]。

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

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一、引言
擒要:|EEE 1451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Kang Lee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,
IEEE P1451t3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。
mEE P1451.3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

IEEE1451.4

IEEE1451.4

传感器接口标准最新进展2005-3-15来源:Control Engineering China 作者:CONTROL ENGINEERING新闻编辑Jim Montague近来被获准通过的IEEE1451.4标准,以其更简单、实用的应用使智能变送器接口标准得到了重生,同时它用于模数信息转换的变送器电子数据表格(TEDs)具有即插即用能力,这引发了开发全新解决方案的热潮。

/传感器接口标准最新进展/一些历史背景/1451.4的开展/近来被获准通过的IEEE 1451.4标准,以其更简单、实用的应用使智能变送器接口标准得到了重生,同时它用于模数信息转换的变送器电子数据表格(TEDs)具有即插即用能力,这引发了开发全新解决方案的热潮。

事实上,业界的某些评论已经过分夸大了IEEE 1451智能变送器接口标准的消亡。

该标准被束之高阁,直到开发者开始使用最近批准通过的IEEE 1451.4部分。

这一部分标准中增加了存储元件以使传感器更加智能化,还通过变送器电子数据表格(Transducer Electronic Data Sheets, TEDS)增加了自识别功能。

这种简便的方法使变送器电子数据表格可用于大量现存的模拟传感器接口,且添加了即插即用功能,并确保了精确和经济的解决方案和应用。

简言之,P1451不再是“一个寻找问题的解决方案”(P代表整个标准目前处于提交状态)。

这一标准满足了中小型传感器和变送器制造商长久以来的期望——寻求一个通用的传感器接口,但却长期承担着不同网络、现场总线、协议和需求造成的历史负担。

1451标准最初的概念是为了让变送器外壳有空间安装驱动器,允许变送器可插入P1451类的驱动器,减少了专门驱动的需要,据说能节省90%~95%以前用于软件开发的时间。

一些历史背景1451是1994年由电气与电子工程师学会(IEEE)仪器与测量分会和美国国家标准与技术协会(NIST)发起,目的是希望用标准通信接口解决传统传感器集成的问题。

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1 o e。 帅r v d F n ly a e n h oC a d ae y tm n m e e u tt s b s o te S P h r wr s se a d e bd d m 1 ia k ia l, o et o s se , , a o t te m 1ia k sfw r d sg m to , a d P r in y tm e dp h u t t s o tae e in e h d n
可移植性和可升级性。
本文首先介绍了 IE 15 标准体系的七个成员标准, EE 4 1 重点分析了智能传感
器网络接口的关键技术,尤其是 IE 45. EE1 11标准中定义的网络适配处理器
(CP,IE 4 . 人A ) EE15 2标准中定义的智能传感器接口模型 (TM ,传感器电子 1 S ) I
rP o rm a i iy n tc nb o t da dug a e a iy e r ga m b lt ,a di a ePr e n Pr d de s l.
F r to l,t e I E 4 lfm l fs a d r si t d e ,a dt e i s fa l h E El5 a iyo t n a d ss u 1 d n h k y tc n l g e o s a t s n o n t o k i t r a e i a a y ie , e e h o o i s f m r e sr e w r n e f c s n 1s s d
数据表格 ( ES TD )以及变送器独立接口 ( l ) T l。 通过对 IE 4 EE15 标准的深入分析,提出了智能传感器网络接 口的设计方 1
案,并采用了嵌入式技术和 I 核复用技术,搭建了一个基于 No H 嵌入式处 P is 理器的 5P 应用系统,实现了智能传感器网络接口的硬件电路。 oC 其次,阐述了嵌入式操作系统的特点,建立了交叉编译环境,并在该环境下 分别设计和移植了引导加载程序、内核和根文件系统,逐步构建嵌入式多任务操 作系统软件平台。此外,还分析了该嵌入式操作系统的实时性能,并提出了改进
ipeettefnto o rmt uevs1 f h esr, aa eoe m1mn h ucin f eoespria o tesnos dt,rmt
c n r lo h c u t r t l e n e o e f l r n f r . o t o ft ea ta o , e n ta drm t iet a s e s K y o d :S a ts n o ;N t o k ds n o :IE 15 :E b d e s s e ; e, r s m r e s r e 份 r e e s r E E 4 1 m e d d y t m
Pafr febde u tts pr to ytm utemr,tera ltomo meddm 1iako ea insse.Frhroe h e l tm efrac fteebde pr to ytmhsbe n lzda d ieprom neo h me ddoea insse a enaa 丫e n
e p c a 1 h e i iino h ew r aa 1 a p ia inP o e sr s e i l yt edf n to ften to kc pb e p lc to r c so
r (C P nI E 4 1 1 h e ii ino h m r n d c r i t r a e N A )i EE15 . ,t ed fnto ftesa tt a s u e n e f c TD m d l S I) h r n d c re e t o i a as e t S n r n d c r o u e(T M ,t et a s u e lc r n cd t h e (E )a dt a s u e
务器
兴广东省 自然科学基金 (42 03 资助项目 0007 )
华南理工大学硕士学位论文
Ab ta t s C r
W t h pddv1peto optr cec n omncto a i eeomn fcmue sineadcmu iain ihter
tcn lge, ew re mr sno eoe te u rn rn o sno ehoo is antokdsat esrbcm s h cr ette d f esr tcn lg.De t teapaac ftentok d satsno,te ehooy u o h perneo h ewre mr e sr h sn o , aac nb r n m td is e n h r do h e w r ,a d e sr sd t a eta s ie, s uda dsa e nten to k n
SenS0r.
f mr rnm Sino P 0 e S n a d t s s i S o s a t r C S ig n
I t i P e ,w n l s h u r n e e r ha dt el P r ea a y et ec r e tr sa c n h I a ln t e d o n hs a rn f
te s a d r . n t i a e ,b s do t e s a d r o s a t t a s u e h t n a d I h sP p r a e n h t n a d f m r r n d c r it r a e n h e e h o o y f m e d dn t o k w t d h S f w r n e f c a dt ek yt c n lg o e b d e e w r , es u yt e 多任务操作系统软件平台的基础上,采用 5P
多任务的软件设计方法实现 了传感器的数据远程监控,执行器的远程控制,网络 化传感器系统的远程登录与维护以及文件的远程传输。
关键词: 能 智 传感器; 络化传感 网 器; I E 41 入 E 1 ;嵌 式系统;p L ; w 服 E 5 ’cn i x u b e
s n o ,a dP tf r a dad s g c e eo h e w r n e f c ft e e s r n u ow r e insh m ft en t o ki t r a eo h
sa tsn o ,b s igo h e ho o iso p L n xa dS P.I a m r e sr a e n ntetc n 1g e f C iu n o C tc n
id P n e t i t r a e (l ) i IE 1 5 . . n e e d n n e f c T l n E E 4 12
T e sa tta su e ew r it r a em d 1h sb e u fra d h m r r n d c rn to k n e fc o e a e nP t ow r
sm lf teprpea ic i,rdc sz n oto h sse, ip iy h e ihr lcrut eue iea dcs fte ytm
sotn ad rsac cce ad ipoe te aiiy rlaiiy hre n eerh yl, n mrv h glt, eiblt,
pC i u :W b e v r L n x e sr e
1 1 1
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本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任 何其他个人或集体己 经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体, 均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的
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a d hrw r n adae
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S mart S enS0 r,
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