| 标题 | 浅述自动化仪表网络化的实现技术 |
| 范文 | 洪志文 摘 要：随着科学技术的不断发展，自动化仪表的网络化技术正处于日臻成熟的发展时期，其发展的潜力是非常巨大。虽然目前国内的技术水平还有待提高，但是在业界技术人士的不断努力下，我国的自动化仪表网络技术一定会取得更好的发展成果。 关键词：自动化仪表；LAN 接口技术；ZigBee 1 自动化仪表的发展概况 第三代的仪表已经发展出虚拟仪表及个人仪表，这种仪表是将先前独立的仪表与个人的电子计算机资源融合在一起，这样的自动化仪表功能更加广泛，使用也更加的方便。伴随着计算机信息时代的到来，自动化仪表正向网络化发展的方向迈进，网络化仪表技术包括：仪表的测控技术、嵌入式技术、电子技术现代计算机应用技术、互联网通信技术等一系列的新技术，使自动化仪表的发展更加符合时代的要求。现在很多科技公司已经根据市场的需求，开发出符合实际工作需要的网络仪表。 2 自动化仪表的有线 LAN 接口技术实现 在传统的自动化仪表设计中一般都是使用串行的通讯接口，而在仪表网络化技术中，则是使用太网接口模块，采用LAN 接口技术的仪表一般都是在 TCP/IP 协议的网络功能基础上实现的。所以在选择太网接口的软件中应该重点考虑网络的 TCP/IP 协议，之后再考虑仪表的主机板与太网接口之间的数据交换，要使仪表的数据实时相应得到保障，同时注意当自动化仪表出现异常状况后能够进行自我的数据恢复，保障仪表的信息功能实现。 （一）MSP430F147 芯片 MSP430 属于一种功耗很低的、16 位的、具备精简指令集的综合型单片机。而 MSP430F147 芯片就是这一系列单片机中的一种，也是目前 LAN 接口电路中应用比较广泛的芯片，其工作电压处在 1.8～3.6V 之间；RISC 的指令集采用 16 位的工作方式，对于指令的执行周期在 125ns 左右，芯片内部采用JTAG 的编程接口，不需要进行外部供电；同时可以支持 PWM的数据输出，配有芯片内计较器以及 2 个串行的可编程接口。一般在自动化仪表网络化技术中 MSP430 单片机的工作任务主要是负责 LAN 接口与串口数据之间的信息协议传换。 （二）CS8900A 型网卡芯片 这种网卡控制芯片具有价格较低、单芯片、集成度高的特点，是全双工的太网控制器，同时也可以为嵌入式系统的优化和功能开发提供便利。这种芯片内部融合了 RAM 与10BASE-T 两种收发过滤器，分为 8 位与 16 位这两个控制接口的连接方法。在目前的自动化仪表中一般是使用 8 位的端口进行控制，将 SA0～SA3 设置为地址线与 MSP430 的 P3 端口进行连接，所采用的数据线一般是 SD0～SD7，将数据线与MSP430 单片机的 P5 端口进行连接。 （三）CS8900A 型网卡的驱动程序编辑 CS8900A 型网卡和单片机之间主要是采用 8 位的连接方式，在网卡复位之后一般是采用 I/O 连接的工作方式，在CS8900A 型网卡中会选用 0x0300 这样的地址进行工作。事实上网络通信技术就是数据帧的传送和接收，所以在从事网卡芯片的数据接收和发送时要着重注意到数据帧的传送状况，至于其他的数据冲突检测、数据信号的调控等工作则可以由网卡芯片来完成，这样就实现了网络数据传输和仪表智能化处理功能，从而将自动化仪表的网络技术通过 LAN 外接得以实现和完善。 3 自动化仪表的无线组网技术 无线网络技术是现代新兴的网络技术，具有成本低廉、灵活性好、接口出现故障率少、适用范围广泛的优点，属于现代比较流行的信息管理及获取技术，不仅节省能源、降低成本，而且为信息的获取提供了很大的便利。 （一）无线组网的技术种类 随着科学技术的发展，及现代移动通信设备的普及，人们对于便捷信息的获取要求更高。无线组网技术以其方便、快捷的优势受到人们的普遍重视。无线组网的技术包括：蓝牙、WiFi、超宽带以及无线 USB 等技术，各种技术都有自己的特点，在众多的无线技术中 ZigBee 技术是非常受重视的无线技术，它本身具有耗能低、速度快、成本低组网灵活、可靠性好的特点，在推出之后就受到业界的好评。 （二）ZigBee 技术的发展概况 ZigBee 技术在我国的研究起步还比较晚，在市场中国外的仪表技术设备还是占有很大的优势，但是随着自动化仪表技术的不断发展，市场需求不断扩大，已经有很多的研究单位和高校开始从事 ZigBee 技术的研究，随着无线网络技术的普及，我国的 ZigBee 技术也将会迎来发展的最佳机遇。 （三）ZigBee 技术的内部配置 现在的 ZigBee 技术主要依据 2.4GHz 平台中的 RF 芯片，这项技术在国外的研究水平相对高一些，如 Chipcon 这样的品牌在市场的占有率是比较大的，我们普遍所能接触到的ZigBee 技术主要是依据 CC2420 芯片配合 Atme1AVR8bits 的微处理器组成的开发平台。目前业界正朝着简约化，低成本的方向进行设计改进。 （四）研究 ZigBee 技术的意义 ZigBee 技术的内容包括无线网的结构、协议的模型以及数据的传输功能，通过硬件和软件的完善，建立 ZigBee 技术的无线信息交换平台。在无线网络技术飞快发展的今天，ZigBee技术依靠其自身的网络拓展功能、超低的能耗量特点，在远程监控及自动化控制等技术领域得到了广泛的应用。可以满足一些小型设备的无线控制需求，具有很好的实际使用意义。 参考文献： [1]张伟.《自动化仪表工程数据库》软件和网络版WINPCCAD的进展[J].石油化工自动化，2000（01） [2]孙利军.浅谈自动化仪表在现场中的应用[J].大庆高等专科学校学报，1999（04）. |
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