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传感器传感网络.pptx
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1、定义:由多个传感器构成,用于输出大范围空间中多点、多参量传感信号的网络。传感网络的种类:工业网络无线传感网络物联网2.1工业传感网络1.RS 485网络连接主机端的RS422接口信号定义连接从机端的RS422接口信号定义RS422接口信号含义RS422接口信号含义3RXD()/B 接收数据3TXD()/Z 发送数据4RXD()/A 接收数据4TXD()/Y 发送数据5TXD()/Y 发送数据5RXD()/A 接收数据6TXD()/Z 发送数据6RXD()/B 接收数据 RS-485/RS-422总线电气特性工作模式差分传输(平衡传输)允许的收发器数目32(受芯片驱动能力限制)最大电缆长度400
2、0英尺(1219米)最高数据速率10Mbps最小驱动输出电压范围1.5V最大驱动输出电压范围5V最大输出短路电流250mA最大输入电流1.0mA/12Vin0.8mA/-7Vin驱动器输出阻抗54欧输入端电容50pF接收器输入灵敏度200mV接收器最小输入阻抗12k接收器输入电压范围-7V+12V接收器输出逻辑高200 mV接收器输出逻辑低200 mV石油天然气单井数字化建设井口RS-485设备组网图 2.现场总线网络基金会现场总线LonWorksPROFIBUSCANHART2.2 无线传感网络无线传感器网络的通信 标准传输网络无线传感网络的构成无线传感网络 节点基于ZIGBEE网络的无线定
3、位跟踪技术2.1.1 无线传感器网络物理层无线协议方案无线传感器网络物理层无线协议方案 IEEE802.11xIEEE802.1.1和IEEE802.1.2 IEEE802.15标准:IEEE802.15.4(ZigBee)IEEE802.15.1(蓝牙)IEEE802.15.3(超宽带)IEEE802.11x协议频段(GHz)传输速率(Mbit/s)传输距离代表性产品IEEE802.11a5.854 10100mIEEE802.11b2.4113050mIEEE802.11 b+22 IEEE802.11g2.454/11 IEEE802.11n540IEEE802.16a27050kmIE
4、EE802.1.1和IEEE802.1.2协议频段(GHz)传输速率(Mbit/s)传输距离(m)IEEE802.1.12.4110IEEE802.1.22.4110IEEE802.15标准频段 MAC的控制方式调整方式传输速率(Kbit/s)传输距离(m)868MHz 星型网络/点对点网络BPSK2075915MHz星型网络/点对点网络BPSK40752.4GHz星型网络/点对点网络Q-QPSK25075IEEE802.15.4具有三个工作频段,分别为:868MHz,欧洲的ISM(Industrial,Scientific and Medical)频段;915MHz,美国的ISM频段;2.4
5、GHz,全球统一的无需申请的ISM频段。2.2.2 传输网络无线技术标准频段传输速率(kbit/s)传输距离/m功耗短波GJB282697MIL-STD-188-110X330MHz319.2Kbit/s1000公里超短波30300MHz319.2Kbit/s60公里无线网桥10300Ms50公里GSM/GPRS/CDMA100MsWiFi802.112.4 GHz11000100高Bluetooth802.15.12.4 GHz10000 10低UWB802.15.33.110.6GHz10000010低ZigBee802.15.42.4 GHz250 1075低IrDAinfrared16
6、0001低RFID50kHz5.8GHz200 5RF3001000MHz10 x10 x100 x低1.短波数据传输也称高频通信,它是利用频率为230MHz的电磁波进行传播的无线电通信。其电磁波是通过距地面几十到上百公里的电离层反射进行远距离传输的(近距离可通过地波传输)。短波通信的优点a、短波通信传输距离远b、短波通信工作系统设备构成简单c、短波通信便于携带、易于移动d、短波通信安全性好、保密性强e、短波通信组网快捷、方便、简单短波通信的缺点a、电离层的变化对短波通信的质量有严重的影响,导致通信频率的不确定,使话音通信时好时坏甚至中断;或者数据通信的速率时高时低,通信质量不稳定。b、早期的
7、短波通信系统可靠性差、功能单一,应用领域受到限制。2.超短波数据传输工作频率为30300MHz(波长为101米,也称为米波)的无线电通信设备。严格地说,凡在此波段内工作的接力机、散射机和流星余迹通信设备等,也属于超短波电台。但通常指的是以地波或空间波视距传输的步谈机、便携式、车载(或机载、舰载)式电台。它主要由收发信机、天线和电源等部分组成。超短波电台可采用调幅、调频、单边带等调制制度,通常以调频制为主,其抗干扰性能优于调幅制和单边带制 超短波电台超短波通信的优点超短波通信的优点a、超短波通信质量稳定b、超短波通信工作系统设备构成简单c、超短波通信便于携带、易于移动d、超短波通信安全性好、保密
8、性强e、超短波通信组网快捷、方便、简单超短波通信的缺点超短波通信的缺点a、短波通信传输距离近b、视距传播,不能越过大的障碍物。3.无线网桥无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。根据协议不同,无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥 网桥无线网桥的特点无线网桥有三种工作方式,点对点,点对多点,中继连接。无线网桥功率大,传输距离远(最大可达约50km),抗干扰能力强等,不自带天线,一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。现在市面上已经出现了802.11n的无线网桥,传输速率可达到300Mbp
9、s以上。数字化油田 数字化油田 生产决策管理生产决策管理生产日常管理生产日常管理生产运行管理生产运行管理)油井数传 4.ZIGBEEZigBee是一种无线连接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加 ZigBee特点(1)低功耗:由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使
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