Integratieve IoT-analyser

IoT-geïntegreerde analyzer voor instrumentatie onderwijs IOTA-1100

De IoT Integrated Analyzer integreert de functies van een Air Protocol Analyzer, een Micro Power Analyzer, een Spectrum Analyzer en een Signalgenerator. Het brengt nieuwe visualisatie en instrumentale onderwijseffecten voor het onderwijs van cursussen en experimentele trainingen, het zien van draadloze gegevensverpakkingen voor draadloze communicatie (Zigbee, WIFI, Bluetooth-pakketkap), het zien van golfvormen, het zien van spectrum en signalen, zodat studenten volledig beheren van de IoT-expertise.

Draadloze technologie die wordt gebruikt door het IoT omvat zeer hoge communicatiefrequenties en een relatief breed spectrum,Bijvoorbeeld in2.4GHzGestandardiseerde draadloze apparatuur en technologie die draait op(Zoals Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Deze frequentie kan praktisch overal ter wereld worden gebruikt. Om echter de doordringbaarheid en de overdrachtsafstand van het gebouw te verbeteren, verschillende interferenties te verminderen en het stroomverbruik in draadloze communicatie te verminderen,Ontwerp en ontwikkeling van ingenieurs kunnen overwegen om andere frequentiebanden te gebruiken die door land zijn voorgeschreven(Voorbeelden:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZWacht even.)Dat.

In IoT-technologie, naast relatief hoge frequenties en een relatief breed spectrumbereik, zijn er verschillende communicatieprotokollstacks (waaronder ZIGBEE IEEE802.15.4, Bluetooth, WIFI, enz.) betrokken. Deze protocolstacks worden geïmplementeerd door software volgens verschillende communicatiestandarden en uiteindelijk de communicatie tussen verschillende netwerkknooppunten, routers en gateways. Voor draadloze communicatie wordt een grote hoeveelheid communicatiegegevens in verschillende pakketten overgedragen in de lucht, wat vereist dat er een speciaal hoogfrequent instrument is om deze overdracht in de lucht te verzamelen en te analyseren, maar we kunnen de niet-zichtbare, niet-aanraakbare gegevensverpakking effectief implementeren voor de verificatie en foutopsporing van het communicatieprotocol en de efficiëntie van de ontwikkeling van de software-protocolstapel verbeteren.

Er is ook als de batterij knooppunten van het Internet van dingen, enz., moeten in een zeer kleine batterij, in staat zijn om lange uren te werken, het meten en controleren van deze micro-stroomverbruik staat is ook een belangrijke taak, omdat om energie te besparen, deze knooppunten zijn meestal in een onmiddellijke werkstaat, dus het meten van deze knooppunten voor een lange periode, onmiddellijke stroomverbruik en automatisering van de analyse van de opname, wordt ook een complexe taak, die gespecialiseerde instrumenten nodig hebben om te dragen.

Het is op basis van deze praktische behoefte aan IoT-productontwerp en technologische ontwikkeling dat een nieuw type radiofrequentie-instrument verschijnt, dat is de IoT-geïntegreerde analyzer, het instrument in een instrument, terwijl het de bovengenoemde 4 aspecten van de behoeften realiseert, laten we hieronder een korte introductie geven aan de eenvoudige praktische toepassing van dit nieuwe type instrument.

Functies van de Air Protocol Analyzer

De luchtprotocol-analyzer is een geavanceerd digitaal analytisch detectieapparaat dat verschillende IoT- en sensornetwerken kan verzamelen en analyseren, waarbij de verzameling en analyse van het netwerk van het IoT-sensornetwerk in overeenstemming met de IEEE 802.15.4-norm een basisconfiguratieve functie is van de luchtprotocol-analyzer van de IoT-geïntegreerde analyzer; Voor het verzamelen en analyseren van andere communicatiestandards kunnen verschillende protocoluitbreidingsmodules worden toegepast.

Figuur 1 is een sjabloon voor de verzameling van twee verschillende sets van ZIGBEE-sensorknooppunten die we gebruiken om te bekijken hoe we de basisfuncties van de Air Protocol Analyzer kunnen gebruiken;

Ten eerste kiezen we om de functie van de luchtprotocolanalyse (IEEE802.15.4-functie van de protocolanalyser) op de IoT-geïntegreerde analyzer in te gaan, om dit scherm met meerdere vensters te zien, elk venster heeft afzonderlijk een weergave van de verzameling van luchtgegevens, een weergave van de tijdstroom van de luchtverpakking, de analyse van de inhoud van de verpakking, de weergave van de netwerktopologie en andere verschillende functies:

Start de automatische verzamelingsopdracht van de analyzer, de analyzer verzamelt automatisch radiofrequentie-circuits en antennes via de interne 2.4GHZ draadloze meerkanaals2.4GHZ, voert meerkanaalsautomatische scan uit, als een gegevensverpakking in overeenstemming met de ZIGBEE-standaard wordt gevonden in de lucht, zal de verzameling van de luchtverpakking automatisch worden voltooid en deze gegevens automatisch worden opgeslagen en weergegeven;

Figuur I toont twee ZIGBEE-netwerken, een dat bestaat uit micro-modules die worden aangedreven door batterijen en bestaat uit 4 modules, waaronder gateways, routers en knooppunten (blauw), en een ander dat bestaat uit 5 modules voor het verzamelen van energie ZIGBEE micro-sensornetwerk (groen), door middel van complexe algoritmen zoals automatische verzameling en verpakking en analyse van hoge snelheid ingebouwde computers in de analyzer, in het netwerktopologisch venster kunnen we in realtime observeren hoe deze twee onafhankelijke netwerken werken en topologische situaties, het blauwe netwerk bestaat uit een coördinator, 2 routers, een endpoint dat bestaat uit een mesh netwerk; Een ander energieverzamelingsnetwerk (groen) bestaat uit een onafhankelijk netwerk van batterijloze draadloze sensoren met een coördinator, 2 routers en 2 terminals;

In het venster van de verzameling van de verpakking kunnen we meer informatie krijgen over de interne informatie in het formaat van elk gegevenspakket, verschillende informatie over de zelforganisatie van het netwerk, zoals netwerken en netwerkroutes, begrijpen van het netwerkverkeer en de drukte, de betrouwbaarheid en gezondheid van het netwerk, transparante monitoring en realtime analyse van draadloze sensornetwerken met meerdere radiofrequentie-kanalen die onafhankelijk van elkaar zijn.

Demonstratie van 2 onafhankelijke ZIGBEE-sensornetwerken voor het verzamelen en analyseren van luchtprotocollen

Ontwerp, test en analyse van RF-versterkerscircuits

Om de dekking van de IoT-sensorlaag te vergroten, moeten we vaak verschillende RF-versterkers toevoegen aan het ontwerp van draadloze sensor-op-chip-systemen (SoC's). Omdat deze versterkers werken in de microgolf-radiofrequentieband van 315 MHZ tot 2,4 GHZ, vereisen tests en analyses het gebruik van dure RF-spectroanalysatoren. Om het gebruik van goedkope testontwikkelingstools voor ingenieurs te vergemakkelijken, zijn IoT-analysers uitgerust met verschillende spectroanalysatormodules voor ingenieurs. Aangezien deze extra functies worden gecombineerd met ingebedde computers en kleuren LCD-schermen en touchscreens in de IoT-analyzer, zijn de kosten van het algehele instrument niet erg hoog;

De IoT-analyzer heeft 2 standaard 50 Ohm RF-stekkers op het voorpaneel om de uitgang en ingang van het RF-signaal te realiseren, en de ingebouwde software kan de functies van de RF-spectrometer en de RF-signaalgenerator tot 2,45 GHZ realiseren, (met behulp van de selecteerde functiemodule tot 5,8 GHZ).

Figuur 2 is een testdemonstratie van het testen van ontvangerversterkers en zendversterkers

Figuur II. Schema voor de ontwikkeling van de RF-versterker

Figuur 2 heeft twee sensornetwerk draadloze modules van een circuit board (groen en blauw), bij de daadwerkelijke test, kan alleen worden gekozen om een ​​van de panelen te verbinden en daadwerkelijk te testen en debuggen;

Ten eerste testen we de emissieversterker (figuur twee groen circuit board), dit is over het algemeen een vermogensversterker, we verbinden de radiofrequentie-uitgangskabel van de analyzer aan de ingang van het groene circuit board (ontkoppelen van de draadloze transceiver-uitgang), het uitgangssignaal aanpassen aan de frequentie die we nodig hebben (300MHZ, 433MHZ, 900MHZ, 2,45GHZ, enz.), de uitgang (antenneende) aansluiten op de ontvangstkabel van de analyzer, stel de analyzer in op de staat van spectraontvang, kunnen we het radiofrequentie-spectrum-signaal op de analyzer observeren, kunnen we een golfvormige weergave of tegelijkertijd een dichtheidsweergave gebruiken, maar ook het observeren van het maximale spectrumbaan, het gemiddelde spectrumbaan en andere geavanceerde numerieke functies; Met de RF-signaalgenerator en de spectrometer kunnen we verschillende RF-parameters van de vermogensgenerator testen, de uitgangsimpedantie, het vermogen, het lawaai enz. van de versterker aanpassen en een debugging- en testproces van een hoogwaardige vermogensversterker voltooien;

Het testen en debuggen van een ruislame versterker (figuur 2 blauwe circuit board) vereist alleen dat de analyzer afzonderlijk aan de ingang en uitgang wordt aangesloten voor verschillende radiofrequentie-verbindingen, en het kan ook gemakkelijk zijn om een ​​zeer moeilijke radiofrequentie-sensormodule zoals een ruislame versterker te testen en debuggen.

Overige functies en modules met uitgebreide functies

IOTA-1100De IoT-analyzer beschikt ook over micro-vermogensanalysatorfuncties en als standaardconfiguratie kan een verscheidenheid aan sensorknooppunten, enz., continu testen in verschillende toestanden van momenteel vermogen, automatische registratie en vermogensverbruik, gemiddelde stroom, maximale stroom en andere parameters automatiseren;

Tegelijkertijd zal de selectiemodule van de nieuwe functies van de serie vervolgens worden toegevoegd aan de selectieconfiguratie van het instrument, de selectieconfiguratie zal HF- en UHF-RFID-analysefunctiemodules, 5,8 GHZ-spectrometerfunctiemodules en signalemissiefunctiemodules, 2,7 GHZ-radiofrequentie-netwerkanalysefunctiemodules omvatten. RF4CE， Bluetooth 4.0 en Bluetooth microverbruik, 3G / 4G radiofrequentie telecommunicatie netwerken en andere test-analyse functie modules enz.