Интегрированный анализатор Интернета вещей

Интегрированный анализатор IoT для инструментального обучения IOTA - 1100

Интегрированный анализатор IoT включает в себя функции анализатора воздушного протокола, микроанализатора энергопотребления, анализатора спектра и генератора сигналов. Это принесет новые визуальные и инструментальные эффекты обучения для преподавания курса и экспериментальной практики, увидит беспроводную упаковку данных беспроводной связи (Zigbee, WIFI, захват пакетов данных Bluetooth), увидит форму волны, увидит спектр и сигналы, позволит студентам полностью освоить опыт Интернета вещей.

Беспроводная технология, используемая Интернетом вещей, включает в себя очень высокие частоты связи и более широкий спектр,Например, в2.4GHzСтандартизированные беспроводные устройства и технологии(Как Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Эта частота может быть легко использована практически в любой точке мира. Тем не менее, для улучшения проникновения в здание и расстояния передачи, снижения помех и снижения энергопотребления в беспроводной связи,Инженеры - разработчики могут рассмотреть возможность использования других диапазонов частот, определенных странами(Пример:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZПостой.)А.

Технология IoT, помимо более высоких частот и более широкого спектрального диапазона, также включает в себя различные стеки протоколов связи (включая различные протоколы связи Zigbee IEEEE802.15.4, Bluetooth, WIFI и т.д.), которые реализуются программным обеспечением в соответствии с различными стандартами связи и в конечном итоге обеспечивают связь между различными сетевыми узлами, маршрутизаторами и шлюзами. Для беспроводной связи большое количество данных связи передается по воздуху в различных пакетах данных, что требует специального высокочастотного инструмента для сбора и анализа этих передач по воздуху, но мы не можем видеть и не можем коснуться упаковки данных, чтобы эффективно реализовать проверку и обнаружение ошибок протокола связи и повысить эффективность разработки стека протоколов программного обеспечения.

Кроме того, как узлы батарей IoT и т. Д. Все они должны работать под очень маленькими батареями в течение длительного времени, измерение и мониторинг этих состояний микропотребления энергии также является важной задачей, потому что для экономии энергии эти узлы обычно находятся в мгновенном рабочем состоянии, измеряя длинные циклы этих узлов, мгновенное потребление энергии и автоматический анализ записи также становятся сложной работой, требующей специального инструмента для выполнения.

Именно в соответствии с этой практической потребностью в проектировании продуктов IoT и разработке технологий появился новый тип радиочастотного инструмента, который является интегрированным анализатором IoT, который находится в одном инструменте и в то же время реализует потребности этих четырех аспектов. Ниже мы кратко опишем простое практическое применение этого нового инструмента.

Функция анализатора воздушного протокола

Анализатор воздушного протокола - это усовершенствованное цифровое аналитическое устройство для сбора и анализа пакетов данных, передаваемых по воздуху различными протоколами связи IoT и сенсорными сетями, где сбор и анализ сетей датчиков IoT, соответствующих стандарту IEEE 802.15.4, является основной конфигурацией анализатора воздушного протокола IoT Integrated Analytics; Для сбора и анализа других стандартов связи могут использоваться различные модули расширения протокола.

На рисунке I показан шаблон для анализа и сбора двух различных наборов узлов датчиков Zigbee, с помощью которого мы рассмотрим, как использовать основные функции анализатора воздушного протокола;

Во - первых, мы решили войти в функцию анализа воздушного протокола на интегрированном анализаторе Интернета вещей (функция анализатора протокола IEEE802.15.4), чтобы увидеть этот многоканальный экран, который появляется на экране, каждое окно имеет несколько функций, таких как отображение сбора воздушных данных, отображение времени воздушной упаковки, анализ содержимого упаковки, отображение топологии сети и так далее:

Запустите команду автоматического сбора данных анализатором, который автоматически собирает радиочастотные схемы и антенны через внутреннюю беспроводную многоканальную 2,4 ГГц, осуществляет многоканальное автоматическое сканирование, и в случае обнаружения упаковки данных в воздухе, соответствующей стандарту ZigBEE, сбор данных в воздушной упаковке и автоматическое хранение и отображение этих данных будут автоматически завершены;

На рисунке I показаны две сети ZigBEE, одна из которых представляет собой сеть ZigBEE, состоящую из микромодулей с батарейным питанием, состоящую из четырех модулей, включая шлюзы, маршрутизаторы и узлы (синий), а другая - сеть микродатчиков ZigBEE (зеленый), состоящая из пяти модулей сбора энергии, которые через сложные алгоритмы, такие как автоматический сбор и упаковка и анализ высокоскоростных встроенных компьютеров внутри анализатора, в окне сетевой топологии, где мы можем наблюдать работу и топологию этих двух отдельных сетей в режиме реального времени, синяя сеть состоит из одного координатора, двух маршрутизаторов и одного узла; Другая сеть сбора энергии (зеленая) состоит из отдельной сети беспроводных датчиков без батарей, состоящей из одного координатора, двух маршрутизаторов и двух конечных узлов;

В окне сбора упаковки мы можем получить подробную информацию о формате внутренней информации для каждой упаковки данных, добавить различные сведения о самоорганизации сети, такие как сеть и маршрутизация сети, понять сетевой трафик и загруженность, надежность и состояние здоровья сети, обеспечить прозрачный мониторинг и анализ в реальном времени беспроводных сенсорных сетей с несколькими радиочастотными каналами, независимо друг от друга.

Рисунок I. Демонстрация сбора и анализа воздушных протоколов с помощью двух отдельных сенсорных сетей Zigbee

Проектирование, испытания и анализ схем радиочастотных усилителей

Чтобы улучшить покрытие сенсорного слоя IoT, нам часто приходится добавлять различные радиочастотные усилители в беспроводные сенсорные системы (SoC), поскольку эти усилители работают в микроволновом радиочастотном диапазоне от 315 МГц до 2,4 ГГц, тестирование и анализ требуют использования дорогостоящих анализаторов радиочастотного спектра, которые оснащены различными модулями спектрального анализатора для инженеров, чтобы облегчить использование недорогих инструментов для тестирования и разработки. Поскольку эти дополнительные функции совместно используют встроенные компьютеры и цветные LCD - дисплеи и сенсорные экраны внутри анализатора IoT, увеличение стоимости всего инструмента не очень велико;

Анализатор IoT имеет 2 стандартных радиочастотных разъема 50 Ом на передней панели, которые обеспечивают выход и вход радиочастотных сигналов, а встроенное программное обеспечение может выполнять функции радиочастотного спектрометра до 2,45 ГГц и генератора радиочастотных сигналов (до 5,8 ГГц с помощью выбранного функционального модуля).

На рисунке II показана тестовая демонстрация приемных и передающих усилителей.

Рисунок II. Схема конфигурации испытаний и разработки радиочастотных усилителей

Платы (зеленые и синие) с двумя беспроводными модулями сенсорной сети на рисунке II могут быть выбраны только для подключения к одной из панелей и фактического тестирования и отладки;

Во - первых, мы тестируем усилитель передачи (рисунок II Зеленая плата), который, как правило, является усилителем мощности, мы соединяем радиочастотный выходной кабель анализатора с входным концом зеленой платы (отключаем выход беспроводного приемопередатчика), настраиваем выходной сигнал на нужную нам частоту (300 МГц, 433 МГц, 900 МГц, 2,45 ГГц и т.д.), соединяем выходной конец (конец антенны) с приемным кабелем анализатора, устанавливаем анализатор в качестве приемного состояния спектра, мы можем наблюдать радиочастотный спектральный сигнал на анализаторе, мы можем использовать отображение формы волны или одновременно отображение плотности, а также наблюдаем максимальную числовую траекторию спектра, расширенную функциональную траекторию; * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * С помощью генератора радиочастотных сигналов и спектрометра мы можем проверить различные радиочастотные параметры генератора мощности, отрегулировать выходное сопротивление, мощность, шум и т. Д., связанные с усилителем, и завершить процесс отладки и тестирования высококачественного усилителя мощности;

Тестирование и отладка малошумных усилителей (синих монтажных плат на рисунке II) требует только различных радиочастотных соединений на входном и выходном концах анализатора, соответственно, что также облегчает выполнение тестовых и отладочных работ на сложных модулях радиочастотных датчиков, таких как малошумные усилители.

Другие функциональные и расширенные модули

IOTA-1100Анализатор IoT также имеет функцию микроанализатора энергопотребления и в качестве стандартной конфигурации может реализовать различные сенсорные узлы и т. Д. В разных состояниях мгновенной мощности для непрерывного тестирования, автоматической записи и энергопотребления, среднего тока, максимального тока и других параметров автоматического тестирования функции;

В то же время, серия модулей выбора новых функций будет постепенно добавлена в конфигурацию выбора прибора, которая будет включать функциональные модули анализа HF и UHF RFID, функциональные модули спектрометра 5.8 ГГц и модули передачи сигналов, функциональные модули анализатора радиочастотной сети 2,7 ГГц, RF4CE， Микроэнергопотребление Bluetooth 4.0 и Bluetooth, тестовые и аналитические функциональные модули, такие как радиочастотные телекоммуникационные сети 3G / 4G.