Analizator integrat pentru IoT

Analizator integrat IoT pentru instruire instrumentală chimică IOTA-1100

Analizatorul integrat IoT integrează funcțiile de analizator de protocol aerian, analizator de microconsum, analizator de spectru și generator de semnale. Va aduce o nouă vizualizare și instrumente chimice pentru predarea cursurilor și practica experimentală, pentru a vedea pachetele de date fără fir pentru comunicații wireless (Zigbee, WIFI, Bluetooth), pentru a vedea formele de undă, pentru a vedea spectrul și semnalele, pentru a permite studenților să stăpânească pe deplin tehnologia profesională IoT.

Tehnologiile wireless utilizate de IoT implică frecvențe de comunicare foarte ridicate și o gamă mai largă de spectru,De exemplu în2.4GHzDispozitive și tehnologii wireless standardizate care funcționează pe(Cum ar fi Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Această frecvență poate fi folosită aproape oriunde în lume. Cu toate acestea, pentru a îmbunătăți penetrarea clădirii și distanța de transmitere, pentru a reduce diferitele interferențe și pentru a reduce consumul de energie în comunicațiile fără fir,Inginerii de proiectare și dezvoltare pot lua în considerare utilizarea altor benzi de frecvențe specificate de fiecare țară.(Exemple:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZAşteaptă.)Şi.

Tehnologia IoT, pe lângă faptul că implică frecvențe mai mari și o gamă mai largă de spectru, implică, de asemenea, o varietate de stive de protocoale de comunicare diferite (inclusiv diferite protocoale de comunicare precum ZIGBEE IEEE802.15.4, Bluetooth, WIFI etc.) Aceste stive de protocoale sunt implementate de software în funcție de diferite standarde de comunicare și, în cele din urmă, realizează comunicarea între noduri de rețea diferite, routere și gateway-uri. Pentru comunicații fără fir, o cantitate mare de date de comunicare sunt în pachete diferite de date, transmise în aer, ceea ce necesită un instrument special de înaltă frecvență pentru a colecta și analiza aceste transmisii în aer, dar nu putem vedea, nu putem atinge ambalajul de date pentru a realiza în mod eficient verificarea și verificarea erorilor de protocol de comunicare, îmbunătățirea eficienței dezvoltării sticlei de protocole software.

Există, de asemenea, ca noduri de baterie ale Internetului obiectelor, etc., trebuie să fie în baterie foarte mică, să poată lucra timp îndelungat, măsurarea și monitorizarea acestor stări de microconsum de energie este, de asemenea, o muncă foarte importantă, deoarece pentru a economisi energia, aceste noduri sunt de obicei în starea de lucru instantanee, astfel încât măsurarea acestor noduri pentru o perioadă lungă de timp, consumul de energie instantanee și analiza de înregistrare automatizată, de asemenea, devine o muncă complexă, necesită instrumente specializate pentru a fi asumate.

Tocmai în conformitate cu această nevoie practică de proiectare și dezvoltare tehnologică a produsului IoT, a apărut un nou tip de instrument de frecvență radio, care este analizatorul integrat IoT, instrumentul într-un singur instrument, realizând în același timp nevoile celor patru aspecte menționate mai sus, mai jos vom prezenta pe scurt acest nou tip de instrument.

Analizator de protocol aerian

Analizatorul de protocol aerian este un dispozitiv avansat de testare analitică digitală, care poate colecta și analiza pachetele de date transmise în aer de diferite protocoale de comunicare ale rețelei IoT și senzori, în care colectarea și analiza rețelei de rețele senzori IoT în conformitate cu standardul IEEE 802.15.4 este o funcție de configurare de bază a analizatorului de protocol aerian al analizatorului integrat IoT; Pentru colectarea și analiza altor standarde de comunicare, pot fi implementate diferite module de extensie a protocolului.

Figura 1 este un șablon colectat de două seturi diferite de analize de noduri de senzor ZIGBEE, prin intermediul căruia vedem cum să folosim funcțiile de bază ale analizatorului de protocol aerian;

În primul rând, am ales să intrăm în funcția de analiză a protocolului aerian pe analizatorul integrat IoT (funcția analizatorului de protocol IEEE802.15.4), pentru a vedea acest ecran cu mai multe ferestre care apar pe ecran, fiecare fereastră are afișarea colectării datelor de ambalaj aerian, afișarea fluxului de timp de ambalaj aerian, analizarea conținutului ambalajului, afișarea topologiei de rețea și multe alte funcții:

Începeți comanda de colectare automată a analizatorului, analizatorul va colecta automat circuitele de frecvență radio și antenele prin intermediul intern 2.4GHZ wireless multicanal 2.4GHZ, pune în aplicare scanarea automată multicanal, dacă ambalajul de date conform standardului ZIGBEE este găsit în aer, va finaliza automat colectarea ambalajului aerian și va stoca și afișa automat aceste date;

Figura I arată două rețele ZIGBEE, una este rețeaua ZIGBEE formată din micromodule alimentate cu baterii, formată din 4 module, inclusiv gateway-uri, routere și noduri (albastru), cealaltă este rețeaua de microsenzori ZIGBEE formată din 5 module de colectare a energiei (verde), prin algoritmi complexe precum colectarea automată și ambalarea și analiza computerelor încorporate de mare viteză în interiorul analizatorului, în fereastra topologică a rețelei, putem observa în timp real funcționarea și topologia acestor două rețele independente, rețeaua albastră este formată dintr-un coordonator, 2 routere, un nod terminal care formează o rețea de rețea; O altă rețea de colectare a energiei (verde) constă dintr-o rețea independentă de senzori fără fir fără baterii, cu un coordonator, 2 routere și 2 noduri terminale;

În fereastra de colectare a ambalajului, putem afla detalii despre informațiile interne ale formatului fiecărui ambalaj de date, putem adăuga diverse informații despre auto-organizarea rețelei, cum ar fi rețelele și rutările de rețea, putem înțelege traficul și ocuparea rețelei, fiabilitatea și starea de sănătate a rețelei, putem realiza o monitorizare transparentă și o analiză în timp real a rețelei de senzori fără fir cu mai multe canale RF independente unul de celălalt.

Figura 1: Demonstrație a achiziției și analizei protocolului aerian al rețelei de senzori ZIGBEE independente

Proiectarea, testarea și analiza circuitelor amplificatoarelor RF

Pentru a spori acoperirea stratului de senzori IoT, adesea este necesar să adăugăm diverse amplificatoare de frecvență radio pentru sistemele de senzori wireless pe chip (SoC) în proiectare, deoarece aceste amplificatoare funcționează în banda de frecvență radio microunde de la 315MHZ la 2,4GHZ, iar testarea și analiza necesită analizatoare scumpe de spectru radio, iar pentru a facilita inginerilor utilizarea unor instrumente de dezvoltare a testelor cu costuri reduse, analizatorul IoT este echipat cu diferite module de analizator de spectru pentru ingineri. Deoarece aceste funcții suplimentare sunt utilizate în comun pentru computere încorporate în interiorul analizatorului IoT și ecrane LCD colorate și tactile, costul crescut al instrumentului general nu este foarte mare;

Analizatorul IoT are 2 prize de frecvență radio standard de 50 ohm pentru panoul frontal, care permit ieșirea și intrarea semnalelor RF, iar software-ul încorporat poate realiza funcțiile spectrometrului RF și generatorului de semnale RF de până la 2,45 GHZ, (modulul funcțional selectat poate fi utilizat până la 5,8 GHZ).

Figura 2 este o demonstrație de testare a amplificatorului de primire și a amplificatorului de emisie

Figura II. Schema de configurare pentru testarea amplificatorului RF

Plăcile de circuite (verde și albastru) cu două module de rețea de senzori în figura II, atunci când sunt testate în mod real, se poate alege doar conectarea la una dintre plăci și testarea reală și depunerea de debug;

În primul rând, testam amplificatorul de emisie (placa verde Figura II), care este, în general, un amplificator de putere, conectam cablul de ieșire RF al analizatorului la intrarea plăcii verzi (deconectați ieșirea transceptorului fără fir), ajustam semnalul de ieșire la frecvența de care avem nevoie (300MHZ, 433MHZ, 900MHZ, 2.45GHZ etc.), conectam ieșirea (antena) la cablul de primire al analizatorului, setam analizatorul la starea de primire a spectrului, putem observa semnalul spectrului RF pe analizator, putem utiliza afișarea formă de undă sau în același timp afișarea densității, și putem observa tracția maximă a spectrului, tracția medie a spectrului și alte funcții numerice avansate; Prin intermediul generatorului de semnale RF și spectrometrului, putem testa diverse parametri de RF ale generatorului de putere, ajustarea impedanței de ieșire, puterii, zgomotului etc. legate de amplificator și finalizarea unui proces de depunere în funcțiune și testare a amplificatorului de putere de înaltă calitate;

Testarea și depunerea de debug a amplificatorului cu zgomot scăzut (placa albastră a figurii II), trebuie doar să introduceți analizatorul separat la ieșirea de ieșire pentru conexiuni de frecvență radio diferite, de asemenea, poate fi ușor de realizat modulul de depunere de debug a senzorului de frecvență radio de mare dificultate, cum ar fi amplificatorul cu zgomot scăzut.

Alte funcții și module extinse

IOTA-1100Analizatorul IoT are, de asemenea, funcția de analizator de microconsum și, ca configurație standard, poate realiza diferite noduri de senzor și alte teste continue în diferite stări de putere instantanee, înregistrarea automată și consumul de putere, curentul mediu, curentul maxim și alți parametri.

În același timp, modulul de selecție al noilor funcții din seria va fi adăugat în continuare la configurația de selecție a instrumentului, configurația de selecție va include modulul funcțional de analiză HF și UHF RFID, modulul funcțional de spectrometru 5.8GHZ și modulul funcțional de transmitere a semnalului, modulul funcțional de analizator de rețea de frecvență radio 2.7GHZ, RF4CE， Bluetooth 4.0 și microconsumul Bluetooth, rețelele de telecomunicații cu frecvență radio 3G / 4G și altele.