Analizzatore integrato IoT

L'analizzatore integrato IoT implementa l'insegnamento chimico strumentale IOTA-1100

L'analizzatore integrato IoT integra l'analizzatore di protocollo aereo, l'analizzatore di micropotenza, l'analizzatore di spettro e il generatore di segnali. Per l'insegnamento del corso e la formazione sperimentale porterà nuovi effetti di visualizzazione e insegnamento strumentale, vedere il pacchetto di dati wireless della comunicazione wireless (Zigbee, WIFI, Bluetooth packet capture), vedere le forme d'onda, vedere lo spettro e il segnale, permettendo agli studenti di padroneggiare completamente la tecnologia professionale dell'IoT.

Le tecnologie wireless utilizzate dall'Internet delle cose comportano frequenze di comunicazione molto elevate e un'ampia gamma di spettro,Ad esempio in2.4GHzDispositivi e tecnologie wireless standardizzate in funzione(Come il Bluetooth4.0、ZigBeePRO、WiFi) ,Questa frequenza può essere utilizzata praticamente ovunque nel mondo. Tuttavia, per migliorare la penetrazione degli edifici e la distanza di trasmissione, ridurre le interferenze e ridurre il consumo di energia nelle comunicazioni wireless,Gli ingegneri di progettazione e sviluppo possono considerare l'utilizzo di altre bande di frequenza specificate da ciascun paese.(Esempio:5.8GHZ、915MHZ、779MHZ、433MHZ、315MHZAspetta, aspetta.)- Ma.

La tecnologia IoT, oltre a coinvolgere frequenze relativamente elevate e una gamma di spettro relativamente ampia, coinvolge anche una varietà di diversi stack di protocolli di comunicazione (compresi diversi protocolli di comunicazione come ZIGBEE IEEE802.15.4, Bluetooth, WIFI, ecc.) Questi stack di protocolli sono implementati dal software in base a diversi standard di comunicazione, e infine implementano la comunicazione tra diversi nodi di rete, router, gateway. Per le comunicazioni wireless, una grande quantità di dati di comunicazione è in pacchetti di dati diversi, trasmesso in aria, che richiede uno speciale strumento ad alta frequenza per raccogliere e analizzare queste trasmissioni in aria, ma non possiamo vedere e non toccare l'imballaggio dei dati, per realizzare efficacemente la convalida del protocollo di comunicazione e la ricerca di errori, migliorare l'efficienza dello sviluppo dello stack di protocollo software.

Inoltre, come il nodo della batteria dell'Internet delle cose, è necessario lavorare per lunghe ore sotto una batteria molto piccola, misurare e monitorare questi stati di microconsumo di energia è anche un lavoro importante, perché per risparmiare energia, questi nodi sono di solito in uno stato di lavoro istantaneo, quindi misurare i lunghi periodi di questi nodi, consumo di energia istantaneo e analisi di registrazione automatizzata, diventa anche un lavoro complesso che richiede strumenti specializzati.

È in base a questa necessità pratica di progettazione e sviluppo tecnologico di prodotti IoT, che è apparso un nuovo tipo di strumento a radiofrequenza, che è l'analizzatore integrato IoT, lo strumento in uno strumento, realizzando contemporaneamente le esigenze dei quattro aspetti di cui sopra, di seguito descriviamo brevemente la semplice applicazione pratica di questo nuovo tipo di strumento.

Funzioni dell'analizzatore di protocollo aereo

L'analizzatore di protocollo aereo è un dispositivo di rilevamento analitico digitale avanzato che può acquisire e analizzare i pacchetti di dati trasmessi in aria da diversi protocolli di comunicazione di reti IoT e sensori, in cui l'acquisizione e l'analisi della rete di reti di sensori IoT conforme allo standard IEEE 802.15.4 sono una funzione di configurazione di base dell'analizzatore di protocollo aereo dell'analizzatore integrato IoT; Per l'acquisizione e l'analisi di altri standard di comunicazione, possono essere implementati diversi moduli di estensione del protocollo.

La Figura 1 è un modello di analisi di due diversi gruppi di nodi di sensori ZIGBEE, attraverso il quale vediamo come utilizzare le funzionalità di base dell'analizzatore di protocollo aereo;

Prima di tutto, scegliamo di entrare nella funzione di analisi del protocollo aereo sull'analizzatore integrato IoT (funzione dell'analizzatore del protocollo IEEE802.15.4) e vediamo questa schermata multi-finestra che appare sullo schermo, ogni finestra ha una visualizzazione di acquisizione dei dati dell'imballaggio aereo, visualizzazione del flusso del tempo dell'imballaggio aereo, analisi del contenuto dell'imballaggio, visualizzazione della topologia della rete e molte altre funzioni:

Avviare il comando di acquisizione automatica dell'analizzatore, l'analizzatore acquisirà automaticamente il circuito radio e l'antenna multicanale 2.4GHZ wireless 2.4GHZ interna, attuerà la scansione automatica multicanale, se l'imballaggio di dati conforme allo standard ZIGBEE viene trovato in aria, completerà automaticamente l'acquisizione dell'imballaggio aereo e archivierà e visualizzerà automaticamente questi dati;

La Figura I mostra due reti ZIGBEE, una rete ZIGBEE composta da micromoduli alimentati a batteria, composta da 4 moduli, tra cui gateway, router e nodo (blu), l'altra è costituita da 5 moduli di raccolta di energia ZIGBEE rete di microsensori (verde), attraverso algoritmi complessi come l'acquisizione automatica e l'imballaggio e l'analisi di computer embedded ad alta velocità all'interno dell'analizzatore, nella finestra della topologia della rete, possiamo osservare in tempo reale il funzionamento e la topologia di queste due reti indipendenti, la rete blu è costituita da una rete mesh composta da un coordinatore, 2 router, un terminale; Un'altra rete di raccolta di energia (verde) è costituita da una rete di sensori wireless indipendente senza batteria, composta da un coordinatore, 2 router e 2 terminali;

Nella finestra dell'acquisizione del pacchetto, possiamo comprendere in dettaglio le informazioni interne del formato di ciascun pacchetto di dati, aggiungere diverse informazioni sull'auto-organizzazione della rete, come la rete e il routing della rete, comprendere il traffico e l'occupazione della rete, l'affidabilità e lo stato di salute della rete, consentire il monitoraggio trasparente e l'analisi in tempo reale di reti di sensori wireless con più canali RF indipendenti l'uno dall'altro.

Figura 1, dimostrazione dell'acquisizione e dell'analisi del protocollo aereo di 2 reti di sensori ZIGBEE indipendenti

Progettazione, test e analisi dei circuiti degli amplificatori RF

Per migliorare la copertura dello strato di sensori IoT, spesso abbiamo bisogno di aggiungere una varietà di amplificatori RF per sistemi wireless Sensor-on-Chip (SoC) nella progettazione, poiché questi amplificatori funzionano nella banda di frequenza radio a microonde da 315 MHZ a 2,4 GHZ, i test e l'analisi richiedono l'utilizzo di costosi analizzatori di spettro radio, per facilitare agli ingegneri l'utilizzo di strumenti di sviluppo di test a basso costo, gli analizzatori IoT sono dotati di diversi moduli di analizzatore di spettro per l'uso degli ingegneri. Poiché queste funzionalità aggiuntive vengono utilizzate in comune con il computer incorporato all'interno dell'analizzatore IoT e il display LCD a colori e lo schermo touch, il costo aggiuntivo dello strumento complessivo non è molto alto;

L'analizzatore IoT dispone di 2 spine RF standard a 50 ohm sul pannello anteriore che consentono l'uscita e l'ingresso di segnali RF, e il software integrato consente la funzione di spettrometro RF e generatore di segnali RF fino a 2,45 GHZ (fino a 5,8 GHZ utilizzando moduli funzionali selezionati).

Figura 2 è una dimostrazione di test di amplificatore di ricezione e amplificatore di emissione

Figura II. Schema della configurazione dello sviluppo del test dell'amplificatore RF

La scheda di circuito (verde e blu) con due moduli wireless di rete dei sensori nella Figura 2, quando il test effettivo, è possibile scegliere solo la connessione a una delle schede e il test effettivo e il debug;

Prima di tutto, abbiamo testato l'amplificatore di emissione (scheda verde della figura II), che in genere è un amplificatore di potenza, connettiamo il cavo di uscita RF dell'analizzatore all'ingresso della scheda verde (disconnettiamo l'uscita del trasmettitore wireless), regolamo il segnale di uscita alla frequenza di cui abbiamo bisogno (300MHZ, 433MHZ, 900MHZ, 2,45GHZ ecc.), connettiamo l'uscita (l'estremità dell'antenna) al cavo di ricezione dell'analizzatore, impostiamo l'analizzatore allo stato di ricezione dello spettro, possiamo osservare il segnale dello spettro RF sull'analizzatore, possiamo usare il display a forma d'onda o contemporaneamente il display della densità, e anche osservare la traccia massima dello spettro, la traccia media dello spettro e altre funzioni numeriche avanzate; Attraverso il generatore di segnali RF e lo spettrometro, possiamo testare vari parametri RF del generatore di potenza, regolare l'impedenza di uscita, la potenza, il rumore, ecc. correlati all'amplificatore per completare un processo di messa in servizio e test di amplificatore di potenza di alta qualità;

Il test e il messo in funzione dell'amplificatore a basso rumore (scheda blu della figura II) richiedono solo una connessione RF diversa all'ingresso e all'uscita dell'analizzatore, lo stesso può facilitare il messo in funzione del modulo di sensore RF ad alta difficoltà come l'amplificatore a basso rumore.

Altre funzioni e moduli di estensione

IOTA-1100L'analizzatore IoT ha anche la funzione di analizzatore di micropotenza e come configurazione standard, può realizzare vari nodi di sensore e altri test continui in diversi stati di potenza istantanea, registrazione automatica e funzione di test di automazione di parametri come consumo di potenza, corrente media, corrente massima e altro;

Allo stesso tempo, il modulo di selezione della serie di nuove funzionalità sarà successivamente aggiunto alla configurazione di selezione dello strumento, la configurazione di selezione includerà il modulo di funzione di analisi RFID HF e UHF, il modulo di funzione dello spettrometro 5,8 GHZ e il modulo di funzione di trasmissione del segnale, il modulo di funzione dell'analizzatore di rete RF 2,7 GHZ, RF4CE， Bluetooth 4.0 e Bluetooth Micropower, reti di telecomunicazioni a radiofrequenza 3G/4G e altri moduli di analisi di test.