Analisador integrado da Internet das Coisas

Analisador Integrado IoT Implementa Ensino Instrumental de Química IOTA-1100

O Analisador Integrado da IoT integra as funções de Analisador de Protocolo Aéreo, Analisador de Microconsumo, Analisador de Espectro e Gerador de Sinais. O ensino de cursos e treinamento experimental trará uma nova visualização e efeitos de ensino instrumental, ver o empacotamento de dados sem fio da comunicação sem fio (Zigbee, WIFI, rastreamento de pacotes Bluetooth), ver as formas de onda, ver o espectro e o sinal, permitindo que os alunos dominem completamente a tecnologia especializada da IoT.

As tecnologias sem fio usadas pela IoT envolvem frequências de comunicação muito altas e uma faixa de espectro relativamente ampla,Por exemplo, em2.4GHzDispositivos e tecnologias sem fio padronizadas em funcionamento(Como o Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Esta frequência pode ser usada praticamente em qualquer lugar do mundo. No entanto, para melhorar a penetração do edifício e a distância de transmissão, reduzir as interferências e reduzir o consumo de energia nas comunicações sem fio,Os engenheiros de design e desenvolvimento podem considerar o uso de outras bandas de frequência especificadas por países(Exemplos:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZEspera um pouco.)- É.

A tecnologia da IoT, além de envolver frequências relativamente altas e faixas de espectro relativamente amplas, também envolve uma variedade de diferentes pilhas de protocolos de comunicação (incluindo diferentes protocolos de comunicação como ZIGBEE IEEE802.15.4, Bluetooth, WIFI, etc.) Estas pilhas de protocolos são implementadas pelo software de acordo com diferentes padrões de comunicação e, finalmente, implementam a comunicação entre diferentes nós de rede, roteadores, gateways. Para as comunicações sem fio, uma grande quantidade de dados de comunicação são em diferentes pacotes de dados, transmitidos no ar, o que requer um instrumento especial de alta frequência para coletar e analisar essas transmissões no ar, mas nós não podemos ver, embalagem de dados intocáveis, para efetivamente implementar a validação e a detecção de erros do protocolo de comunicação, melhorar a eficiência do desenvolvimento da pilha de protocolo de software.

Há também como nós de bateria da Internet das Coisas, etc., precisam de uma bateria muito pequena, capaz de trabalhar por longas horas, medir e monitorar esses estados de microconsumo de energia também é um trabalho muito importante, porque para economizar energia, esses nós geralmente estão em um estado de trabalho instantâneo, então medir os ciclos longos desses nós, consumo instantâneo de energia e análise de registro de automatização, também se torna um trabalho complexo, que requer instrumentos especializados para assumir.

É de acordo com essa necessidade prática de design de produtos e desenvolvimento tecnológico da Internet das Coisas, um novo tipo de instrumento de radiofrequência surgiu, que é o analisador integrado da Internet das Coisas, o instrumento em um único instrumento, ao mesmo tempo que realiza as necessidades dos quatro aspectos acima, abaixo vamos apresentar brevemente a aplicação prática simples deste novo tipo de instrumento.

Funções do Analisador de Protocolo Aéreo

O Analisador de Protocolo Aéreo é um dispositivo avançado de detecção analítica digital que pode coletar e analisar os pacotes de dados transmitidos pelo ar por diferentes protocolos de comunicação da Internet das Coisas e redes de sensores, onde a coleta e análise de redes de redes de sensores da Internet das Coisas em conformidade com o padrão IEEE 802.15.4 é uma função de configuração básica do Analisador de Protocolo Aéreo do Analisador Integrado da Internet das Coisas; Para a coleta e análise de outros padrões de comunicação, diferentes módulos de extensão de protocolo podem ser implementados.

A Figura 1 é um modelo de coleta de análise de dois conjuntos diferentes de nós de sensores ZIGBEE, com o qual vemos como usar as funções básicas do analisador de protocolo aéreo;

Primeiro, escolhemos entrar na função de análise de protocolo de ar no analisador integrado da Internet das Coisas (função do analisador de protocolo IEEE802.15.4), ver esta tela multi-janela que aparece na tela, cada janela tem exibição de coleta de dados de embalagem de ar, exibição de fluxo de tempo de embalagem de ar, análise de conteúdo de embalagem, exibição de topologia de rede e muitas outras funções:

Iniciar o comando de captura automática do analisador, o analisador capturará automaticamente o circuito de radiofrequência e a antena de 2,4 GHZ multicanal sem fio interno, implementando varredura automática multicanal, se encontrar embalagens de dados em conformidade com os padrões ZIGBEE no ar, concluirá automaticamente a coleta de embalagens aéreas e armazenará e exibirá esses dados automaticamente;

A Figura I mostra duas redes ZIGBEE, uma é a rede ZIGBEE composta por micro-módulos alimentados por bateria, composta por 4 módulos, incluindo gateways, roteadores e nós (azul), e a outra é a rede de micro-sensores ZIGBEE composta por 5 módulos de coleta de energia (verde), através de algoritmos complexos como a coleta automática e embalagem e análise de computadores embutidos de alta velocidade internos do analisador, na janela de topologia da rede, podemos observar em tempo real o funcionamento e a topologia dessas duas redes independentes, a rede azul é composta por um coordenador, 2 roteadores, um ponto de terminais composto por uma rede mesh; Outra rede de coleta de energia (verde) é composta por uma rede independente de sensores sem fio sem bateria, um coordenador, dois roteadores e dois terminais;

Dentro da janela de coleta de embalagens, podemos obter informações detalhadas sobre o formato interno de cada embalagem de dados, adicionar várias informações sobre a auto-organização da rede, como a rede e o roteamento da rede, entender o tráfego e a ocupação da rede, a confiabilidade da rede e o estado de saúde, e implementar monitoramento transparente e análise em tempo real de redes de sensores sem fio com vários canais de RF independentes.

Figura 1, demonstração de captura e análise de protocolos aéreos de redes de sensores ZIGBEE separadas

Projeto, teste e análise de circuitos de amplificadores de RF

Para aumentar a cobertura da camada de sensores da IoT, muitas vezes precisamos adicionar vários amplificadores de radiofrequência ao nosso projeto para sistemas de sensores sem fio em chip (SoC), que trabalham na faixa de radiofrequência de microondas de 315 MHZ a 2,4 GHZ, o teste e a análise exigem o uso de analisadores de espectro de radiofrequência caros e, para facilitar o uso de ferramentas de desenvolvimento de teste de baixo custo para os engenheiros, os analisadores da IoT estão equipados com diferentes módulos de analisador de espectro para os engenheiros. Como esses recursos adicionais são usados ​​em conjunto com o computador incorporado dentro do analisador IoT e a tela LCD colorida e táctil, o custo adicional do instrumento global não é muito alto;

O Analisador IoT tem 2 fichas de RF de 50 ohm padrão no painel frontal que permitem saída e entrada de sinais de RF, e o software incorporado permite funções de espectrômetro de RF e gerador de sinais de RF de até 2,45 GHZ (até 5,8 GHZ com módulos de função selecionados).

Figura 2 é uma demonstração de teste do amplificador de recepção e amplificador de emissão

Figura II. Esquema de configuração de desenvolvimento de testes de amplificadores de RF

Na Figura 2, há duas placas de circuito de módulos sem fio de rede de sensores (verde e azul), quando o teste real, só pode escolher a conexão a uma das placas e o teste real e depuração;

Primeiro, testamos o amplificador de emissão (placa verde da Figura II), que é geralmente um amplificador de potência, conectamos o cabo de saída de RF do analisador na entrada da placa verde (desconectar a saída do transceptor sem fio), ajustamos o sinal de saída para a frequência que precisamos (300MHZ, 433MHZ, 900MHZ, 2,45GHZ, etc.), conectamos a saída (antena) ao cabo de recepção do analisador, configuramos o analisador para o estado de recepção do espectro, podemos observar o sinal do espectro de RF no analisador, podemos usar a forma de onda ou simultaneamente a exibição da densidade, e também observar a trajetória espectral máxima, a trajetória espectral média e outras funções numéricas avançadas; Através do gerador de sinal de RF e do espectrômetro, podemos testar vários parâmetros de RF do gerador de potência, ajustar a impedância de saída, potência, ruído, etc. relacionados ao amplificador para concluir um processo de depuração e teste de amplificador de potência de alta qualidade;

O teste e depuração do amplificador de teste de baixo ruído (placa azul da Figura II), apenas precisa de uma conexão de RF diferente para a entrada e saída do analisador, o mesmo pode facilitar o trabalho de depuração de teste de módulos de sensores de RF de alta dificuldade como o amplificador de baixo ruído.

Outras funções e módulos de extensão

IOTA-1100O analisador da Internet das Coisas também tem a função de analisador de microconsumo e, como configuração padrão, pode realizar vários nós de sensores e outros testes contínuos em diferentes estados de potência instantânea, registro automático e consumo de energia, corrente média, corrente máxima e outros parâmetros.

Enquanto isso, o módulo de seleção da série de novas funções será adicionado à configuração de seleção do instrumento, a configuração de seleção incluirá o módulo de função de análise HF e UHF RFID, o módulo de função do espectrômetro 5,8 GHZ e o módulo de função de emissão de sinal, o módulo de função do analisador de rede de rádio de 2,7 GHZ, RF4CE， Bluetooth 4.0 e microconsumo Bluetooth, redes de telecomunicações de radiofrequência 3G / 4G e outros módulos de análise de teste.