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IEEE802.11无线局域网技术因具有传输速率高、覆盖范围广、网络成本低、以及组网灵活方便等优点已广泛应用于消费电子、汽车电子、医疗设备、智能家居等众多领域。在工业测控领域,无线局域网技术具有有线网络不可替代的应用特性,可以弥补有线网络在某些特殊工业环境下的不足,以拓展工业测控网络的应用领域、提升测控系统的品质。
本文以嵌入式和无线局域网(WLAN)技术为基础,设计开发了一套具有自主知识产权的网络测控系统软硬件平台,并将此平台应用于低温等离子体设备系统,使其具备智能监控、无线联网的功能。具体的工作内容如下:
1、设计开发了一款通用设备智能节点,作为传统设备自动化控制的扩展,实现无线网络的桥接以及本地设备的智能控制。硬件平台采用基于ARM-CortexM3内核的LM3S8962微控制器与适用于嵌入式系统的RS9110-N-11-22无线网络模块,并移植了嵌入式实时操作系统μC/OSⅡ。
2、设计开发了一款主控制器,作为无线测控网络的核心控制单元,实现本地网络的协调控制、状态维护以及与上位机的人机交互。硬件平台采用具有高速处理和通信性能的AT91 SAM9260微控制器与RT2501USB无线适配器,并移植了嵌入式Linux操作系统。
3、根据低温等离子体设备系统的工作特性,设计了设备节点和主控制器应用程序,开发了上位机监控软件,实现了计算机网络监控功能。
4、通过理论分析和测试实验,对WLAN网络测控系统的实时性能进行了评估。就无线局域网本身而言,因其固有的随机特性,难以满足工业分布式控制系统的硬实时要求,但通过采用基于TDMA的带宽分配算法,可以有效地应用于某些软实时测控系统中。