[发明专利]一种基于国际工业无线标准的网络管理设备

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制、工业无线网络、物联网领域，具体地说是一种基于国际工业无线标准的网络管理设备。

背景技术

随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从现场设备到各个控制领域，而兴起于本世纪初的工业无线技术引发了传统工业测控模式的重大变革，工业无线网络是从新兴的无线传感器网络发展而来的、具有低成本、低能耗、高度灵活性等特点。已成为继工业总线后又一个研究热点，现在国际上的以美国、德国为代表的西方工业强国投入巨资展开了工业无线关键技术研发工作。

工业无线网络要求是一种能够应用在恶劣的工业现场环境，具有较高的抗干扰能力、高的安全性和实时性，以上这些要求是工业无线需要突破的技术难题。

工业无线优势在于：有效的解决布线成本在工业自动化领域的制约，使工业自动控制向一种低成本方向发展，同时无线网络可以有效地解决有线所不能到达地方的数据采集，可以使整个的控制系统无盲点，能更有效地发挥控制系统的作用。

工业无线是适应工业发展要求的。面对现在工业控制智能化的不断提高，以及物联网技术的兴起，工业无线网络有着广阔的应用空间及市场需求；国际上主要的工业控制公司都对工业无线有着浓厚的兴趣，也开始投入大量人力和物力开始开发工业无线设备，工业无线网络设备会以更快的速度发展并且得到较为广阔的应用。

工业无线网络管理设备，正是为适应这一行情而研发的具有多接口的网络管理设备，有效的管理无线采集终端及路由，同时能把无线采集的数据经过本设备传递到第三方设备，或者传递给本地工控机，也可以通过远程的WEB界面对本设备进行操作，可以远程得到现场的时时数据，增加了工业设备的远程监控能力。

伴随现在国际上工业无线的研发资金投入，已经越来越多的大型自动化公司开始着手开展此项业务，国际工业无线联盟也在着手开发以WirelessHART协议为基础的工业无线网络设备，国际工业联盟包括如ABB，艾默生，E+H，西门子等自动化产业的领军企业。正是面临着这样国际背景，我国工业无线网络产品的开发也已经迫在眉睫，工业无线注定会成为未来工业仪表的一个主导方向。

发明内容

针对上述工业无线设备在工业现场环境中适应差的问题，本发明的目的是提供一种可以适应工业现场恶劣环境，可以稳定传输工业现场设备的数据、并对其设备进行管理的基于国际工业无线标准的网络管理设备。

为实现本发明的目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于国际工业无线标准的网络管理设备，其特征在于：包括基于ARM的微处理器模块、射频接口部分、网络接口部分、RS232串行接口部分、RS485串行接口部分及电源部分；其中，

所述微处理器模块一端采用SPI总线与射频接口部分互连接，完成射频数据的收发，微处理器模块的供电输入端接电源部分；微处理器模块的另一端分别与网络接口部分互连接，完成与以太网的数据交互，与RS232串行接口部分互连接，完成与本地上位机的数据交互，与RS485串行接口部分互连接，完成与工业现场设备的数据交互。

所述微处理器模块包括：

MCU，采用Atmel公司的AT91RM9200芯片或AT91SAM9260芯片；

外扩存储器SDRAM和串行Flash，其中，SDRAM选用Micron公司的MT48LC4M32B芯片，用于运行复杂算法和协议栈软件；

外扩串行Flash，采用Atmel公司的SPI接口串行Flash，选用AT45DB321D芯片，用于存储程序代码。

所述射频接口部分包括：

射频芯片，采用TI公司的芯片CC2420；

还增设LNA低噪声放大电路，该电路置于射频芯片的发射端，该电路的输入端RF_IN与射频芯片的射频输出端RF_IN连接，该放大电路使本射频部分适用于远距离传输数据。

所述网络接口部分为以太网物理层芯片，其引脚Ethernet_TX+，Ethernet_TX-接微处理器模块对应的数据发送端，引脚Ethernet_RX+，Ethernet_RX-接微处理器模块对应的数据接收端，该网络接口部分的另一端连接以太网，通过该网络通讯接口部分，可以方便远程端对本设备进行访问。

所述RS232串行接口部分采用美信公司的MAX3221E工业级RS232串行接口芯片，其引脚RS232_TX连接微处理器模块的串口数据发送端，引脚RS232_RX连接微处理器模块的串口数据接收端，通过本串口可以完成和本地上位机的数据交互，方便现场人员调试和对设备进行故障诊断。