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| 中星测控传感器网络系统详解
1/25/2010 2:33:00 PM |
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目前中星测控有限公司的传感器产品线已实现了多种通信网络技术的传感器网络系统。我们的传感网系统主要有以下几种：
一、 有线传感器网络系统
1、CS-nPT2000压力测量系统
CS-nPT2000压力测量系统是基于RS485总线的多路压力检测的网络系统，实时采集各路的压力信号，并且通过RS485将数据传输给主控制器，在主控制器中进行显示，当压力值超过或低于某一特定值时，主控制器进行声光报警。以便实时检测现场压力的大小。此系统主要用在地铁的消防设备中。
CS-nPT2000压力测量系统由主控制器和终端节点构成。终端节点为RS485输出的CS-PT602压力变送器。此网络采用RS485总线进行组网，其连线简单，仅需要2根信号线以总线方式布网，能非常简单的增加删除节点，RS485网络最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，每个RS485节点都带有ID标识，总控制器能够自动识别节点的身份标志，从而比较容易的查找故障节点。
CS-nPT2000压力测量系统示意图
2. CS-nTAS-SY-03采煤机高度解算系统
CS-nTAS-SY-03采煤机高度解算系统采集三个双轴倾角传感器，通过姿态算法检测采煤机的煤层高度。采用CS-2TAS-03双轴倾角计测量采煤机采臂的俯仰角和滚转角，通过角度数据可以解算得到采集高度。
此系统采用CAN现场总线进行组网，CAN现场总线是一种多主网络协议，网络上任一节点均可在任一时刻主动向网络上其他节点发送报文，通过对报文的优先级进行仲裁，最大程度的减少了报文的传输延时，并且避免了冲突。一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。
CAN总线网络采用中星测控公司自行设计的CANopen协议栈，CANopen协议建立在CAL(CAN应用层)协议之上，由CiA国际组织进行了标准化。
采煤机高度解算系统示意图
二、 Zigbee无线传感器网络
1. CS-nTAS-SY-01无线倾角测量系统
CS-nTAS-SY-01无线倾角测量系统，主要是通过由CS-2TAS-06无线双轴倾角计组成的Zigbee无线通信网络，采集各个节点的倾角信息，并且通过Zigbee无线通信网络，将倾角信息传输给控制中心，控制中心根据预设的功能对其进行控制处理。
CS-nTAS-SY-01无线倾角测量系统的典型应用是高空缆车倾角监测系统，该系统通过在每节车厢中安装CS-2TAS-06无线双轴倾角计组成无线传感器网络，来监控缆车的俯仰角和滚转角。网络系统由移动终端、路由节点和控制中心构成。移动终端主要由CS-2TAS-06无线双轴倾角计组成，主要功能是对缆车的俯仰角和滚转角进行采集和处理，当缆车倾角超过设定值（例如15度）时向控制中心发送报警信号；路由节点就是Zigbee路由器，安装在支架塔上，主要作用是对移动终端的数据进行中继和转发，在移动终端和控制中心之间建立通信路径；控制中心主要由Zigbee协调器和PC终端组成，用于根据发送的信号，对缆车的运行状态进行监控，避免缆车翻车等事故的发生。
缆车无线倾角检测系统采用了中星测控公司自行设计的Zigbee通信协议栈，支持CSMA/CA防冲突机制，有效避免了由于同时发送数据产生的信道阻塞和数据丢失。Zigbee无线通信技术支持多种组网方式，由于高空缆车呈类似直线分布，支架塔间间距较远，所以采用簇型网络，以中继多跳的方式传输数据。
CS-nTAS-SY-01无线倾斜度测量系统示意图
2. CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统
CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统主要是由多个CS-3LAS-03无线三轴加速度传感器组成的Zigbee无线通信网络系统，用于采集各个轴向加速度数据，并通过Zigbee无线通信网络传输给控制中心。
CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统的典型应用是山体滑坡预警系统。该系统通过在山林之中分布CS-3LAS-03无线三轴加速度传感器来监控山体的运动状态。网络系统由终端节点、路由节点和控制中心构成，终端节点主要由CS-3LAS-03无线三轴加速度传感器组成，主要功能是对山体的运动状态进行监测，并根据设定值对其进行判定，当加速度信号超出某一特定范围时，可以判定发生了山体滑坡，传送给主控制器。路由节点就是Zigbee路由器，其作用是对终端节点的数据进行中继和转发，在移动终端和控制中心之间建立通信路径；控制中心主要由Zigbee协调器和PC终端组成。
由于山体滑坡监测要求加速度传感器广泛而均匀的分布，较难形成固定的无线通信路径，所以无线山体滑坡预警系统采用了网状网络，并在Zigbee协议栈中添加了自动寻径功能，能够智能化的建立无线通信路径，有效地提高了整个系统的可靠性。
CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统示意图
3. CS-nES-SY-01无线环境监测系统
CS-nES-SY-01无线环境监测系统是由多个环境监测传感器组成的网络系统。此系统采用Zigbee无线通信模块进行组网， CS-nES-SY-01无线环境监测系统主要包括终端节点和控制中心，终端节点由环境监测传感器和Zigbee无线通信模块组成，CS-ES环境监测传感器可实时将温度、湿度及气压等环境参数数据实时通过Zigbee无线通信模块传输给控制中心，以便控制中心根据具体的要求进行实时的控制。
CS-nES-SY-01无线环境监测系统的应用环境一般在200米以内，处于Zigbee无线通信模块的信号覆盖范围内，因此采用星型网络，不但网络类型简单，也大大简化了Zigbee协议栈，降低了成本。
CS-nES-SY-01无线环境监测系统示意图
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