無線HART協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、無線HART是工業(yè)過程控制領域里和工業(yè)設備間的相互操作的標準。無線HART是對現(xiàn)有HART設備進行改進有效技術手段,具有足夠的可靠性和自治處理能力,將為各種生產(chǎn)裝置配備實時共享的數(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。
　　 在無線HART應用中,無線HART協(xié)議是關鍵的技術點,也是應用的基礎。本文通過研究無線HART,提出了實現(xiàn)無線HART協(xié)議的方案。采用CC2430作為無線HART的硬件,CC24

2、30結合了行業(yè)中領先的射頻2.4GHz收發(fā)器和符合IEEE802.15.4標準協(xié)議的CC2420。為了更方便控制芯片的功耗和無線HART協(xié)議的實現(xiàn),選用專用于無線傳感器網(wǎng)絡的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)實現(xiàn)無線HART協(xié)議的物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,以及網(wǎng)絡層。
　　 詳細闡述了物理層實現(xiàn)過程中的幾個關鍵點。如鏈路質(zhì)量指示,空閑信道評估(CCA),頻率和信道編程設置,物理層收發(fā)模塊

3、接口,載波偵聽多點接入/沖突檢測CSMA/CA等。分析了數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)的關鍵點。如TDMA狀態(tài)機的實現(xiàn),跳頻算法;闡述了數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務接口的定義,接口的參數(shù)說明,接口的功能說明,以及數(shù)據(jù)傳輸服務的時序。在無線HART網(wǎng)絡層實現(xiàn)關鍵點,路由算法通過BFS樹,網(wǎng)絡管理者計算出每個節(jié)點到網(wǎng)關的路由路徑;闡述了新設備加入網(wǎng)絡時,新設備的通信路徑的處理過程。
　　 本文所實現(xiàn)的無線HART協(xié)議是無線HART應用基礎,可以作為一個獨立