Комплексний аналізатор Інтернету речей

Інтернет речей інтегральний аналізатор реалізації інструментальної хімії навчання IOTA-1100

Комплексний аналізатор IoT інтегрує функції аналізатора повітряного протоколу, аналізатора мікроспоживання енергії, аналізатора спектру та генератора сигналу. Для навчання курсу та експериментального навчання буде принесена абсолютно нова візуалізація та інструментальна хімія, побачити бездротовий пакет даних для бездротового зв'язку (Zigbee, WIFI, Bluetooth пакет схоплення), побачити хвильові форми, побачити спектр та сигнал, щоб студенти повністю освоювали технології Інтернету речей.

Бездротові технології, що використовуються в Інтернеті речей, включають дуже високі частоти зв'язку та порівняно широкий діапазон спектру.,Наприклад, в2.4GHzСтандартизовані бездротові пристрої та технології, що працюють на(Наприклад, Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Цю частоту можна використовувати практично в будь-якій точкі світу. Однак для покращення проникнення будівлі та відстані передачі, зменшення різних перешкод та зменшення споживання енергії в бездротовому зв'язку,Інженери можуть розглянути можливість використання інших діапазонів частот, визначених країнами.(Приклад:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZЗачекай.)І.

Технологія Інтернету речей, крім того, що включає в себе порівняно високі частоти та порівняно широкий діапазон спектру, також включає в себе різні стеки протоколів зв'язку (включаючи різні протоколи зв'язку ZIGBEE IEEE802.15.4, Bluetooth, WIFI тощо). Ці стеки протоколів реалізуються програмним забезпеченням відповідно до різних стандартів зв'язку, в кінцевому підсумку реалізують зв'язок між різними мережевими вузлами, маршрутизаторами, Для бездротового зв'язку велика кількість даних зв'язку передається в різних пакетах даних в повітрі, що вимагає спеціального високочастотного інструменту для збору та аналізу цих передач в повітрі, але ми не бачимо, не торкаємося упаковки даних, щоб ефективно реалізувати перевірку та виявлення помилок протоколу зв'язку, поліпшити ефективність розробки стека протоколу програмного забезпечення.

Також, як вузли батареї Інтернету речей і т.д., вони повинні працювати під дуже невеликою батареєю, здатні працювати довгий час, вимірювати та контролювати ці стани мікроспоживання енергії також є важливою роботою, тому що для економії енергії ці вузли зазвичай знаходяться в миттєвому стані роботи, тому вимірювання цих вузлів протягом довгого циклу, миттєве споживання енергії та автоматизація аналізу запису, також стає складною роботою, яка потребує спеціальних інструментів.

Саме відповідно до цієї практичної потреби в розробці продукту та технології Інтернету речей з'явився новий тип радіочастотного інструменту, який є інтегрованим аналізатором Інтернету речей, інструмент в одному інструменті, одночасно реалізуючи вимоги вищезгаданих чотирьох аспектів, нижче ми коротко описуємо просте практичне застосування цього нового типу інструменту.

Функції аналізатора повітряного протоколу

Аналізатор повітряного протоколу - це передовий пристрій для виявлення цифрового аналізу, який може збирати та аналізувати різні протоколи зв'язку Інтернету речей та датчикових мереж в повітряній упаковці даних, в якій збір та аналіз мережі датчикових мереж Інтернету речей відповідно до стандарту IEEE 802.15.4 є основною функцією конфігурації аналізатора повітряного протоколу інтегрованого аналізатора Інтернету речей; Для збору та аналізу інших стандартів зв'язку можна використовувати різні модулі розширення протоколу.

Рисунок 1 - це шаблон, зібраний для аналізу двох різних наборів датчикових вузлів ZIGBEE, за допомогою якого ми побачимо, як використовувати основні функції аналізатора повітряного протоколу;

По-перше, ми вибрали функцію аналізу протоколу повітря на інтегрованому аналізаторі Інтернету речей (функція аналізатора протоколу IEEE802.15.4), щоб побачити цю багатовіконну екрану, яка з'являється на екрані, кожне вікно має окремий дисплей збору даних про упаковку повітря, дисплей часу упаковки повітря, розділ вмісту упаковки, дисплей топології мережі та інші функції:

Запустити команду автоматичного збору аналізатора, аналізатор автоматично збирає радіочастотну схему та антену через внутрішню бездротову багатоканальну 2,4 ГГц 2,4 ГГц, реалізує багатоканальне автоматичне сканування, якщо в повітрі знайдено упаковку даних, що відповідає стандарту ZIGBEE, він автоматично завершить збір повітряної упаковки та автоматичне зберігання та відображення цих даних;

На рисунку 1 показано дві мережі ZIGBEE, одна з яких складається з мікромодулів, що живляться батареєю, мережа ZIGBEE, яка складається з 4 модулів, включаючи шлюзи, маршрутизатори та вузли (синій), інша - мережа мікродатчиків ZIGBEE, яка складається з 5 модулів збору енергії (зелений), через складні алгоритми, такі як автоматичний збор та упаковка та аналіз високошвидкісних вбудованих комп'ютерів внутрішнього аналізатора, у вікні топології мережі ми можемо спостерігати за роботою цих двох незалежних мереж та топологічною ситуацією в режимі реального часу, синя мережа складається з координатора, 2 маршрутизаторів, один терм Інша мережа збору енергії (зелена) складається з однієї координатори, двох маршрутизаторів і двох кінцевих вузлів, що є незалежною безбатарейною мережею бездротових датчиків;

У вікні збору упаковки ми можемо детально дізнатися про внутрішню інформацію про формат кожної упаковки даних, додати різну інформацію про самоорганізацію мережі, таку як мережа та маршрутизація мережі, зрозуміти мережевий трафік та зайнятість, надійність та стан мережі, реалізувати прозорий моніторинг та аналіз в режимі реального часу бездротових датчикових мереж з декількома радіочастотними каналами.

Диаграмма 1, демонстрація 2 незалежних датчикових мереж ZIGBEE для збору та аналізу повітряного протоколу

Проектування, випробування та аналіз схем радіочастотних підсилювачів

Для того, щоб збільшити охоплення сенсорного шару Інтернету речей, нам часто потрібно додати різні радіочастотні підсилювачі до бездротових сенсорних систем на чіпах (SoC) у конструкції, оскільки ці підсилювачі працюють в мікрохвильовому радіочастотному діапазоні від 315 МГц до 2,4 ГГц, тестування та аналіз вимагають використання дорогих аналізаторів радіочастотного спектру, щоб полегшити інженерам використання недорогих інструментів розробки тестів, аналізатори Інтернету речей оснащені різними модулями аналізаторів спектру для Оскільки ці додаткові функції спільно використовують вбудований комп'ютер всередині аналізатора IoT та кольоровий ЖК-дисплей та сенсорний екран, додаткова вартість загального інструменту не дуже висока;

Аналізатор Інтернету речей має 2 стандартні 50-Ом радіочастотні розетки на передній панелі, які дозволяють виходити та входити радіочастотні сигнали, вбудоване програмне забезпечення дозволяє реалізувати функції радіочастотного спектрометра та генератора радіочастотних сигналів до 2,45 ГГц (використовуючи вибраний функціональний модуль, який може бути до 5,8 ГГц).

Рисунок 2 демонструє випробування приймальних і випускальних підсилювачів

Рисунок II. Схема розробки випробувань радіочастотних підсилювачів

На рисунку 2 є плата з двома сенсорними мережами бездротових модулів (зелений і синій), при фактичному випробуванні можна вибрати тільки підключення до однієї з плат і фактичне випробування і відладку;

По-перше, ми випробуємо підсилювач передачі (зелена плата на рисунку 2), який зазвичай є підсилювачем потужності, ми підключаємо вихідний радіочастотний кабель аналізатора на вхідному кінці зеленої плати (відключаємо вихід бездротового транспондера), налаштуємо вихідний сигнал на необхідну нам частоту (300 МГц, 433 МГц, 900 МГц, 2,45 ГГц тощо), підключаємо вихідний кінць (антенний кінць) до кабелю прийому аналізатора, встановлюємо аналізатор до стану прийому спектру, ми можемо спостерігати за радіочастотним сигналом спектру на аналізаторі, може використовувати хвильовий дисплей або одночасно використовувати дисплей щільності, а також спостерігати за максимальною траєктою спектру За допомогою радіочастотних генераторів сигналів та спектрометрів ми можемо випробувати різні радіочастотні параметри генератора потужності, налаштувати вихідний опор'язок, потужність, шум тощо, пов'язані з підсилювачем, щоб завершити процес відладки та випробування підсилювача потужності високої якості;

Випробування та відладка випробування підсилювача з низьким рівнем шуму (малюнок 2 блакитна плата), просто потрібно окремо встановити аналізатор на вхідний вихідний кінець для різних радіочастотних з'єднань, так само можна легко здійснити роботу з відладкою випробування високоскладних радіочастотних датчиків, таких як підсилювач з низьким рівнем шуму.

Інші функції та розширені модулі

IOTA-1100Аналізатор Інтернету речей також має функцію аналізатора мікроспоживання енергії, і як стандартна конфігурація, він може реалізувати безперервне випробування різних датчикових вузлів в різних станах миттєвої потужності, автоматичного запису та споживання енергії, середнього струму, максимального струму та інших параметрів.

Тим часом, модуль вибору серії нових функцій буде додано до конфігурації вибору інструменту, конфігурація вибору буде включати модуль функції аналізу HF та UHF RFID, модуль функції спектрометра 5,8 ГГц та модуль функції передачі сигналу, модуль функції аналізатора радіочастотної мережі 2,7 ГГц, RF4CE， Bluetooth 4.0 і Bluetooth мікроенергопотреблення, 3G / 4G радіочастотних телекомунікаційних мереж і т.д.