Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011 VCCA-2011 Nghiên cứu xây dựng và phát triển mạng giám sát, điều khiển không dây sử dụng giao thức zigbee/Miwi Research and development wireless sensor network using zigbee/Miwi protocol Doãn Đạt Phước Trường ĐHBK – Đại Học Đà Nẵng e-Mail: [email protected]Trần Thái Anh Âu Khoa Điện, Trường ĐHBK – Đại Học Đà Nẵng e-Mail: [email protected]Tóm tắt Hệ thống mạng giám sát và điều khiển không dây hiện đang là một trong những chủ đề nghiên cứu nổi bật vì có nhiều tiềm năng ứng dụng to lớn trong nhiều lĩnh vực như tự động hóa tòa nhà, nhà máy cũng như các ứng dụng điều khiển quá trình. Bài báo này trình bày nghiên cứu thiết kế một hệ thống giám sát và điều khiển không dây điển hình sử dụng giao thức Zigbee/Miwi phục vụ cho thí nghiệm cũng như quá trình thương mại hóa sản phẩm. Trong đó, chú trọng đến khả năng sinh mã tự động và cập nhật chương trình tự động cho toàn bộ hệ thống, những tính năng giúp ích rất nhiều trong quá trình phát triển cũng như bảo dưỡng, nâng cấp hệ thống sau này. Abstract Wirelss Sensor Networks is currently one of emerging research topics as its potential applications in building automation, factory automation and process control systems. This paper presents a framework to rapidly, flexibly implemeting a typical wireless sensors networks using Zigbee/Miwi protocol for laboratorial purpose as well as commercial purpose. Automatd C-code generation and network programming for the whole systems which is very useful for developer is foscused. 1. Giới thiệu 1.1. Tổng quan Mạng giám sát và điều khiển không dây đang là một trong những hướng nghiên cứu nổi bật trong lĩnh vực hệ thống nhúng. Cùng với sự ra đời của bộ tiêu chuẩn truyền thông không dây IEEE 802.15.4, hàng loạt giao thức mạng đã và đang được nghiên cứu, thiết kế và phát triển. Các bộ giao thức mạng đa dạng từ quy mô hệ thống, khả năng tương thích cho tới các yêu cầu ứng dụng trong thực tế. Nếu như Zigbee được đông đảo các nhà sản xuất hậu thuẫn vì tính tương thích cao, quy mô hệ thống cực lớn (lên đếnkhoảng 65000 nút mạng) nhưng cần tốn phí bản quyền nếu muốn thương mại hóa sản phẩm; thì Miwi, một giao thức được phát triển bởi hãng Microchip một trong những nhà sản xuất linh kiện điện tử lớn nhất của Mỹ - Tuy giới hạn số lượng số nút mạng trong 1 hệ thống (chỉ khoảng 8000 nút mạng) nhưng cung cấp các tính năng tương đương Zigbee, đồng thời miễn phí khi thương mại hóa. Tại Việt Nam, quá trình nghiên cứu xây dựng và phát triển các hệ thống giám sát và điều khiển không dây trong những năm gần đây đã bắt đầu. Tuy nhiên, hiện vẫn còn nhiều hạn chế từ việc thiết kế tổng thể hệ thống cho tới lập trình ứng dụng cho từng nút mạng riêng biệt. Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày một giải pháp thiết kế một hệ thống mạng giám sát, điều khiển không dây sử dụng chuẩn Zigbee/Miwi nhanh gọn, ít tốn kém, dễ phát triển cũng như mở rộng, nâng cấp trong tương lai. Giải pháp này có thể được sử dụng trong các phòng nghiên cứu chuyên biệt về mạng giám sát, điều khiển không dây cũng như cho các công ty chuyên thiết kế phát triển hệ thống với mục tiêu đảm bảo khả năng đưa sản phẩm ra thị trường một cách nhanh nhất, chi phí thiết kế, phát triển, nâng cấp ở mức thấp và khả năng mở rộng, nâng cấp cũng như bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng. 1.2. Giới thiệu sơ bộ về mạng giám sát và điều khiển không dây Theo [1], một hệ thống mạng giám sát và điều khiển không dây điển hình được mô tả như hình H.1. Đây là cấu trúc mạng đa lớp với nhiều loại thiết bị nút mạng khác nhau: nhóm thiết bị RFD (rút gọn tính năng), nhóm thiết bị FFD (đầy đủ tính năng), nhóm thiết bị bắc cầu giao tiếp (kết nối toàn bộ mạng giám sát điều khiển không dây với hệ thống truyền thông hiện có). Trong các nhóm thiết bị này, tùy vào chức năng nhiệm vụ cụ thể, chúng sẽ được phân thành nhiều loại khác nhau. Ví dụ theo [2], có nhóm thiết bị điều khiển hoàn toàn, bán điều khiển, nhóm thiết bị cố định, di động ... 2. Xây dựng mạng giám sát và điều khiển không dây với giao thức Zigbee/Miwi 2.1. Thiết kế hệ thống 2.1.1. Thiết kế phần cứng Kiến trúc phần cứng tổng thể của một nút mạng gồm có 2 phần: Đơn vị lõi (Core Unit): là đơn vị cơ bản của thiết bị. Trong nhiều trường hợp, thiết bị điều phối (điều phối trung tâm, điều phối viên) chỉ cần có đơn vị này là có thể tiến hành thành lập mạng, 566
5
Embed
Nghiên cứu xây dựng và phát triển mạng giám sát, điều khiển không dây sử dụng giao thức zigbee/Miwi
Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011
Nghiên cứu xây dựng và phát triển mạng giám sát, điều khiển không dây sử dụng giao thức zigbee/Miwi Research and development wireless sensor network using zigbee/Miwi protocol Doãn Đạt Phước Trường ĐHBK – Đại Học Đà Nẵng e-Mail: [email protected] Trần Thái Anh Âu Khoa Điện, Trường ĐHBK – Đại Học Đà Nẵng e-Mail: [email protected] Tóm tắt Hệ thống mạng giám sát và điều khiển không dây hiện đang là một trong những chủ đề nghiê
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011
VCCA-2011
Nghiên cứu xây dựng và phát triển mạng giám sát, điều khiển không dây sử
dụng giao thức zigbee/Miwi
Research and development wireless sensor network using zigbee/Miwi