Analizador integral de Internet de las cosas

El analizador integral de Internet de las cosas realiza la enseñanza instrumental Iota - 1100

El analizador integral de Internet de las cosas integra las funciones de analizador de Protocolo aéreo, analizador de micropower, analizador de espectro y generador de señales. Traerá un nuevo efecto de enseñanza visual e instrumental a la enseñanza del curso y la formación experimental, viendo el embalaje de datos inalámbricos de comunicación inalámbrica (zigbee, wifi, captura de paquetes bluetooth), viendo ondas, viendo espectro y señales, para que los estudiantes puedan dominar completamente la tecnología profesional de Internet de las cosas.

La tecnología inalámbrica utilizada por Internet de las cosas implica una frecuencia de comunicación muy alta y un rango espectral relativamente amplio.,Por ejemplo, en2.4GHzDispositivos y tecnologías inalámbricas estandarizadas que funcionan en(Como Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Esta frecuencia se puede utilizar fácilmente en casi cualquier parte del mundo. Sin embargo, para mejorar la penetración y la distancia de transmisión del edificio, reducir todo tipo de interferencias y reducir el consumo de energía en las comunicaciones inalámbricas,Los ingenieros diseñados y desarrollados pueden considerar el uso de otras bandas de frecuencia especificadas por cada país.(Ejemplo:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZEspera un momento.(...).

En la tecnología de Internet de las cosas, además de involucrar frecuencias relativamente altas y un rango espectral relativamente amplio, también se involucran varias pilas de protocolos de comunicación diferentes (incluyendo ZigBee ieee802.15.4, bluetooth, wifi y otros diferentes protocolos de comunicación) estas pilas de protocolos se implementan por software de acuerdo con diferentes estándares de comunicación, y finalmente se implementan las comunicaciones entre diferentes nodos de red, routers y pasarelas. Para la comunicación inalámbrica, una gran cantidad de datos de comunicación se transmiten en el aire en diferentes paquetes de datos, lo que requiere un instrumento especial de alta frecuencia para recopilar y analizar estas transmisiones en el aire, pero no podemos ver ni tocar el embalaje de datos para lograr eficazmente la verificación y verificación de errores de los protocolos de comunicación y Mejorar la eficiencia del desarrollo de la pila de protocolos de software.

Además, como nodos de batería de Internet de las cosas, etc., que requieren trabajar durante largas horas bajo baterías muy pequeñas, la medición y monitoreo de estos Estados de microconsumo de energía también es un trabajo importante, porque para ahorrar consumo de energía, estos nodos suelen estar en un Estado de trabajo instantáneo, para medir el largo ciclo de estos nodos, el consumo instantáneo de energía y el análisis automatizado de registros, también se convierten en un trabajo complejo que requiere instrumentos especiales para asumir.

Es de acuerdo con esta necesidad real de diseño de productos y desarrollo tecnológico de Internet de las cosas que ha surgido un nuevo instrumento de radiofrecuencia, que es el analizador integral de Internet de las cosas, que está en un instrumento y al mismo tiempo realiza las necesidades de los cuatro aspectos anteriores. a continuación, vamos a presentar brevemente la simple aplicación práctica de este nuevo instrumento.

Función del analizador de protocolo aéreo

El analizador de protocolo aéreo es un equipo avanzado de análisis y detección digital, que puede recopilar y analizar paquetes de datos transmitidos en el aire por diferentes protocolos de comunicación de Internet de las cosas y redes de sensores, en los que la adquisición y análisis de redes de sensores de Internet de las cosas que cumplen con el estándar IEEE 802.15.4 es una función básica de configuración del analizador de protocolo aéreo del analizador integral de Internet de las cosas; Para la adquisición y análisis de otros estándares de comunicación, se pueden implementar diferentes módulos de extensión de Protocolo.

La figura 1 es un modelo de análisis y adquisición de dos grupos de nodos de sensores ZigBee diferentes, a través del cual vemos cómo usar las funciones básicas del analizador de Protocolo aéreo;

En primer lugar, elegimos entrar en la función de análisis de protocolo aéreo (función de analizador de Protocolo ieee802.15.4) en el analizador integral de Internet de las cosas y ver esta imagen de múltiples ventanas que aparece en la pantalla, cada ventana tiene una pantalla de adquisición de paquetes de datos aéreos, una pantalla de proceso de tiempo de embalaje aéreo, un análisis de contenido de embalaje, una pantalla de topología de red y otras funciones:

Iniciar la orden de adquisición automática del analizador, el analizador recogerá automáticamente el circuito de radiofrecuencia y la antena a través del canal inalámbrico multicanal 2.4GHz interior, implementará el escaneo automático multicanal, si se encuentra en el aire un paquete de datos que cumple con el estándar zigbe, completará automáticamente la adquisición de embalaje aéreo y el almacenamiento y visualización automáticos de estos datos;

La figura 1 muestra dos redes zigbe, una red zigbe compuesta por cuatro módulos, incluyendo pasarelas, enrutadores y nodos (azul), y la otra es una red de microsensores zigbe (verde) compuesta por cinco módulos de recolección de energía, a través de algoritmos complejos como la recolección automática y el embalaje y análisis de computadoras integradas de alta velocidad dentro del analizador. en la ventana de topología de red, podemos observar en tiempo real el funcionamiento y la topología de estas dos redes independientes. la red azul está compuesta por un coordinador, dos enrutadores y un nodo terminal para formar una red de malla. Otra red de recolección de energía (verde) está compuesta por un coordinador, dos routers y dos nodos terminales para formar una red independiente de sensores inalámbricos sin batería;

En la ventana de adquisición de paquetes, podemos aprender más sobre la información interna del formato de cada paquete de datos, agregar todo tipo de información autoorganizada de la red, como la red y el enrutamiento de la red, comprender el tráfico de la red y la situación ocupada, la fiabilidad y la salud de la red, y realizar el monitoreo transparente y el análisis en tiempo real de redes de sensores inalámbricos con múltiples canales de radiofrecuencia independientes entre sí.

Figura 1. demostración de adquisición y análisis de protocolo aéreo de dos redes de sensores ZigBee independientes

Diseño, pruebas y análisis de circuitos de amplificadores de radiofrecuencia

Para mejorar la cobertura de la capa de detección de Internet de las cosas, a menudo necesitamos agregar varios amplificadores de radiofrecuencia al sistema en chip de sensores inalámbricos (soc) en el diseño. debido a que estos amplificadores funcionan en la banda de radiofrecuencia de microondas de 315 MHz a 2,4 ghz, las pruebas y análisis requieren el uso de costosos Analizadores de espectro de radiofrecuencia. para facilitar el uso de herramientas de desarrollo de pruebas de bajo costo por parte de los ingenieros, los analizadores de Internet de las cosas están equipados con diferentes módulos de Analizadores de espectro para uso de los ingenieros. Debido a que estas funciones adicionales utilizan conjuntamente computadoras integradas y pantallas LCD de color y pantallas táctiles en el interior del analizador de Internet de las cosas, el costo adicional del instrumento general no es muy alto;

El analizador de Internet de las cosas tiene dos enchufes de radiofrecuencia estándar de 50 Ohm en el panel frontal, que permiten la salida e entrada de señales de radiofrecuencia, y el software incorporado puede realizar funciones de espectrógrafo de radiofrecuencia y generador de señales de radiofrecuencia de hasta 2,45 ghz, (hasta 5,8 GHz con el módulo de función de selección).

La figura 2 muestra una demostración de prueba del amplificador de recepción y el amplificador de transmisión de prueba.

Figura 2. diagrama esquemático de la configuración de desarrollo de pruebas del amplificador de radiofrecuencia

La placa de circuito (verde y azul) con dos módulos inalámbricos de red de sensores en la figura 2, cuando se prueba realmente, solo se puede optar por conectar y probar y depurar realmente uno de los paneles;

En primer lugar, probamos el amplificador de transmisión (placa de circuito verde de la figura 2), que es generalmente un amplificador de potencia, conectamos el cable de salida de radiofrecuencia del analizador al extremo de entrada de la placa de circuito verde (desconectando la salida del transceptor inalámbrico), ajustamos la señal de salida a la frecuencia que necesitamos (300mhz, 433mhz, 900mhz, 2.45ghz, etc.), conectamos El extremo de salida (extremo de antena) al cable receptor del analizador, configuramos el analizador al Estado de recepción de espectro, podemos observar la señal de espectro de radiofrecuencia en el analizador, podemos usar la visualización de forma de onda o al mismo tiempo la visualización de densidad, y observar funciones numéricas avanzadas como la trayectoria máxima del espectro, la trayectoria media del espectro, etc. A través del generador de señales de radiofrecuencia y el espectrómetro, podemos probar varios parámetros de radiofrecuencia del generador de potencia, ajustar la resistencia de salida relacionada con el amplificador, la potencia, el ruido, etc., y completar un proceso de puesta en marcha y prueba del amplificador de potencia de alta calidad;

Para la prueba y puesta en marcha de la prueba del amplificador de bajo ruido (placa de circuito azul de la figura 2), solo es necesario conectar la entrada y salida del analizador con diferentes radiofrecuencias por separado, lo que también puede facilitar la prueba y puesta en marcha de módulos de sensores de radiofrecuencia tan difíciles como el amplificador de bajo ruido.

Otras funciones y módulos funcionales extendidos

IOTA-1100El analizador de Internet de las cosas también tiene la función de analizador de micropower, y como configuración estándar, puede realizar pruebas continuas de varios nodos de sensores en diferentes Estados de Potencia instantánea, registro automático y consumo de energía, corriente media, corriente máxima y otras funciones de prueba automatizadas de parámetros;

Al mismo tiempo, el módulo de selección de la serie de nuevas funciones se añadirá sucesivamente a la configuración de selección del instrumento. la configuración de selección incluirá el módulo de función de análisis RFID HF y uhf, el módulo de función de espectro 5.8ghz y el módulo de función de transmisión de señal, y el módulo de función de analizador de red de radiofrecuencia 2.7ghz. RF4CE， Bluetooth 4.0 y Bluetooth micropower, redes de telecomunicaciones de radiofrecuencia 3G / 4G y otros módulos funcionales de prueba y análisis, etc.