基于以太網的傳感器應用網絡

發布者：上海茂育：發布時間：2014-0-15
概述：傳感器網絡中，除了比較熱門的無線傳感器網絡之外，還有一種基于以太網的智能傳感器網絡， 即把計算機網絡事實上的國際標準——TCP/IP協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協議/互聯網協議）和以太網協議引入到了傳感器中，在傳感器中嵌入了TCP/IP協議和以太網協議，使傳感器不通過PC就能直接連上Internet/ Intranet。
相對于其他類型傳感器而言，這種傳感器由于內部直接嵌入了TCP/IP協議和以太網協議，所以現場級的傳感器就具備了以太網功能，使得測控系統在數據采集、信息發布及系統集成等方面都以企業內部網（Intranet）為依托，使得測控網和信息網統一起來。如果企業Intranet與Internet相連，各種現場信息均可在整個Internet上實時瀏覽，如果需要，這些信息在全球任何開通了Internet的地方均可實時瀏覽共享。

基于以太網的視覺傳感器

視覺傳感器主要由一個或者兩個圖形傳感器組成，有時還要配以光投射器及其他輔助設備，其主要功能是獲取足夠的機器視覺系統要處理的最原始圖像。由于該類型傳感器要傳輸的數據信息非常豐富， 所以，以太網接口為視覺傳感器帶來了一種全新的系統解決方案，代表產品為康耐視公司的Checker 4G 系列。
Checker 4G視覺傳感器可通過以太網絡進行遠程設置和監控，也可以通過以太網和PROFINET與各類PLC進行通信（圖2所示），以及將每次檢測的圖像保存到FTP服務器上。使用Checker 4G時，用戶可將該傳感器配置為存在傳感器或測量傳感器以對生產過程進行檢測和防止出現錯誤。存在傳感器用于驗證相應特征是否存在，而測量傳感器用于驗證相應特征是否為具有適當的高度、寬度或直徑。無論使用何種模式， 每臺Checker 4G傳感器能夠“檢查”的元件特征數都不會受限制。利用具有元件檢測技術，Checker 4G傳感器還能以每分鐘超過6000個元件的速度檢測生產線上不同位置的元件。
除此之外，Checker 4G系列的特征還有：在工業IP67外殼內集成照明、光學和I/O元件；用于定制輸出的邏輯方式；多達32個任務變更；多達4個離散輸出；基于編碼器的元件跟蹤；彩色濾鏡等。

基于以太網的溫度傳感器

溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器，按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

如果要將傳統的熱電阻或熱電偶要接入到以太網中，必須通過一定的系統設計，比如采用圖3所示的BL2000嵌入式系統。BL2000是Wildeat公司生產的一個功能強大的開放的實時嵌入式系統，其Rabbit CoreRCM 2000模塊內和你Rabbit 2000微處理器、大容量Flash及STAM、內置以太網接口，可直接通過網絡實時監控； 具備RS-232/RS-485接口，可與各種串行設備快速進行網絡連接；內置A/D、D/A轉換器，可快速有效地實現A/D、D/ A轉換。
BL2000開發軟件在專用的開發環境Dynamic C下編譯、調試通過，可通過在編程時對特定的頭文件進行調用，實現TCP/IP協議的使用，免去了復雜的協議學習步驟，可通過Front Page、Dream Wave等軟件現行進行網頁制作，在通過編譯語言將其寫入程序內進行調用，最后存儲在BL2000內，將工業的模擬量接口接與BL2000相應的接口上，數據處理在程序內部完成，這樣就實現了數據采集到BL2000上，然后進行數據處理同時通過IE登錄網站可觀看采集結果及處理結果的全過程。在基于B L2 0 0 0 以太網溫度傳感器設計中， 主要通過Dynamic C實現對網頁的調用和數據的處理等功能，配置部分程序如下：
/***********************************
* 配置字節 *
* ------------- *
* 更改網關以及IP地址適應自己的網絡 *
***********************************/
#define MY_GATEWAY "10.103.0.1"
#define MY_IP_ADDRESS "10.103.0.226"
#define MY_NETMASK "255.255.255.0"
#define TCP_BUF_SIZE 2048
/*
* WEB服務的配置字節
*/
#define HTTP_MAXSERVERS 2
#define MAX_TCP_SOCKET_BUFFERS 2
#define REDIRECTHOST
MY_IP_ADDRESS
/****************************
總結：
綜上所述，基于以太網的網絡化智能傳感器使傳感器從被動檢測向主動進行信息處理和信息發布方向發展；從孤立單一檢測向智能化、系統化、網絡化發展；從本地測量向遠程實時在線測控發展，它代表了當今傳感器技術的發展方向。