基本信息
- 项目名称：
- 基于802.15.4协议的PLC无线通信系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 基于802.15.4协议的PLC无线通信系统由科威公司提供的PLC与Digital公司提供的无线传输模块XBEE融合而成。该系统PLC的485串口与无线传输模块XBEE进行相连，组成无线PLC通信模块，解决了PLC只能进行有线通信的限制，并实现了PLC之间的多机通信和PLC与PC机串口的通信；在工业自动控制、智能家居、物流管理领域具有一定的推广价值。
- 详细介绍：
- 基于802.15.4协议的PLC无线通信系统由科威公司提供的PLC与Digital公司提供的无线传输模块XBEE融合而成。该系统是利用PLC的485串口与无线传输模块XBEE进行相连，组成无线PLC通信模块。解决了PLC只能进行有线通信的限制，并利用PLC无线通信模块实现PLC之间的一对一主从通信和一对多的主从通信。 基于802.15.4的PLC无线通信模组在产生数据时间间隔>=50ms时能够很好地实现数据的无线传输，故该系统的应用范围为低速数据通信。在工业自动控制、智能家居、物流管理领域具有一定的推广价值。目前存在的问题主要是如何进一步提高实时性及利用RFID无线传感器网络技术提升系统性能。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本系统研究的主要目的是： （1）将无线传感器网络与PLC融合； （2）实现的PLC无线模块能够通过无线方式采集温度、压力、流量等模拟量； （3）通过PLC无线传输功能的实现，为支持无线传感器网络的PLC设计提供基础。 基本思路：通过对PLC有线RS485通信协议和无线传感器网络协议研究，将两者进行结合；通过模块的配置及硬件电路的设计，实现无线传输。 创新点： （1）实现了802.15.4协议与PLC 485通信相融合； （2）实现了PLC的无线传输通信和相互控制； （3）弥补了PLC自身应用方面的缺陷，拓展了PLC应用的范围，具有实际应用的价值。 关键技术： （1）无线传感器网络强实时数据传输技术； （2）无线传感器网络与PLC的嵌入技术的融合； （3）多媒体数据提取及其在无线传感器网路中的传输技术等。 主要技术指标：在无线模块通信产生数据时间间隔 时，可进行无线PLC之间的实时数据传输。
科学性、先进性
- 科学性、先进性： （1）目前的 PLC的数据通信和设置都是通过RS485有线方式进行的，对于 PLC设备在改造或改进项目中设计集成时，非常麻烦的，并且在有些场合根本无法布线。 项目设计的PLC无线通信模块使用了无线传感器网络技术，能够有效的解决该问题。并且不限制PLC节点的位置，可以使PLC的应用更加广泛。 （2）国内外文献检索结果表明“对于PLC的无线通信目前只有西门子一家公司有此功能”，当并没有进行推广。（见附录查新报告） （3）可自动的进行数据的采集和控制
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：通过编写PLC梯形图程序，利用PLC485与无线通信模块相连组成PLC无线通信模块。一方面，实现PLC之间的一对一的主从通信和一对多的主从通信。另一方面，通过80C51处理和控制现场分布的传感器节点，对其采集的数据进行分析处理，由此产生开关量对PLC进行无线控制。 技术特点：实现了PLC485与无线传输模块XBEE的融合，组成了PLC无线通信模块 适应范围：该系统模组在产生数据时间间隔>=50ms时能够很好地实现数据的无线传输，故该系统的应用范围为低速数据通信。 推广前景的技术性说明：目前由于无线PLC在国内几乎没有，而无线PLC可以解决有线中布线难，更换PLC位置难等问题，可以在实际的应用中得到广发的应用。并且无线传感器网络是物联网的关键技术，可使其在工业自动控制、智能家居、物流管理领域具有一定的推广价值。目前存在的问题主要是如何进一步提高实时性及利用RFID无线传感器网络技术提升系统性能。
同类课题研究水平概述
- 随着自动控制技术的发展，控制系统需要采集的环境参数越来越多，且分布范围越来越大，在一些特定的环境下PLC采用有线的方式来传输数据已不能满足要求，因此需要采用一些新的技术来解决数据传输问题。而无线传感器网络正是一种通过采集和处理覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息（如温度、湿度和光强等），并将其传送给远程用户的无线传输技术。因此将无线传感器网络与PLC结合在一起存在其必然性与可行性。 无线传感器已成为国际竞争的焦点和制高点，引起了学术界和工业界的广泛关注。美国自然科学基金委员会2003 年制定了传感器网络研究计划，投资3400 万美元，支持相关基础理论的研究；美国英特尔公司、微软公司等企业也开始了传感器网络方面的工作，纷纷设立或启动相应的行动计划；日本、英国、意大利、巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣，纷纷展开该领域的研究工作。 我国也十分重视无线传感器网络的研究，“中国未来20 年技术预见研究”提出的157 个技术课题中有7项直接涉及无线传感器网络；2006 年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了3 个前沿方向，其中两个与无线传感器网络研究直接相关；国家自然科学基金委员会已经在该领域设立了多个重点项目和面上项目。 该系统是黄石市科技局、黄石市财政局2009年度科技计划项目中的一个项目，项目编号为2009A222。该系统是为黄石市科威自控有限公司研究基于物联网的PLC工业自动控制应用的科研项目，其目的是为今后的应用提供技术准备及可行性研究。 目前，国内外对于无线PLC的研究很少见。且只有西门子在最近才生产了关于无线PLC。无线PLC不受布线的限制，可以随时的随时改变节点的位置和环境，对于它的应用更加的广泛。且该技术也是物联网应用的一个范畴，在该技术基础上增加RFID技术即可实现物联网应用（如机车控制生产线等）。这样在不久的将来，在工业自动控制、智能家居、物流管理领域具有一定的推广价值。
