一种WIA-FA终端的收发设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种WIA

【技术实现步骤摘要】
一种WIA
‑
FA终端的收发设备及方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种WIA
‑
FA终端的收发设备及方法。

技术介绍

[0002]随着无线网络技术不断发展，自主无线网络技术不断更新和应用，例如Wifi网络、Zigbee网络、LoraWan网络等无线网络技术和协议，这类无线网络技术和协议存在的缺陷是：传输延时大(几百毫秒延时)，传输可靠性低，网络容量低，没有同步精度，抢占式使用无线资源。
[0003]WIA
‑
FA协议先后于2014年9月、2015年12月、2017年6月成为国际电工委员会IEC公共可用规范(IEC/PAS 62948)、中国国家标准(GB/T26790.2
‑
2015)和IEC正式标准(IEC 62948)，是中国自主研发的无线网络技术，也是目前国际上唯一面向工厂高速自动控制应用的无线技术规范，具有传输时延小于10毫秒，传输可靠性高的技术优势。
[0004]因此亟需一套自主的无线网络设备，实现国产无线网络WIA
‑
FA技术与协议实体化，即能够收发无线WIA
‑
FA数据的设备，为工业生产线提供无线网络数据的传输，最终实现无线网络的数据传输。同时，一般的无线数据收发设备均不具有硬件滤波，或者仅具有固定的滤波器判断值权限，抗干扰能力较弱。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种WIA
‑
FA终端的收发设备及方法，实现国产无线网络WIA
‑
FA技术与协议实体化，且具有强抗干扰能力。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种WIA
‑
FA终端的收发设备，所述设备包括：
[0008]与现场设备进行通信的数据处理接口单元；
[0009]获取WIA
‑
FA技术和协议的加密数据，将数据传递射频处理芯片，射频处理芯片通过调制或者解调，将电信号转化为电磁波信号或者将电磁波信号转换电信号进行传递，实现WIA
‑
FA技术和协议的无线转换过程的WIA
‑
FA无线管理单元；以及，
[0010]通过总线从所述WIA
‑
FA无线管理单元接收WIA
‑
FA网络的无线数据或从所述数据处理接口单元接收待上传现场设备数据，并进行处理和分析的WIA
‑
FA核心控制单元；
[0011]其中，所述WIA
‑
FA无线管理单元包括：无线滤波模块；所述无线滤波模块中使用的滤波器为n阶数字低通滤波器，解调滤波器输出数据fir_out＝filter(lp,1,fir_data)，其中，fir_data为被滤波数据；由模数转换采集调制系数κ作为滤波器判断值权限，通过调整射频芯片外置电压因素v，fir_out与v比值获取最终解调数据D，通过发送的测试数据，获得了接收数字低通滤波解调数据与发送数据一致。
[0012]进一步地，所述WIA
‑
FA核心控制单元包括：
[0013]执行WIA
‑
FA协议的核心处理器模块；
[0014]存储设计的程序的静态存储模块，设备运行时由所述核心处理器模块镜像所述静
态存储模块中的程序到动态存储模块；
[0015]加密数据的加密模块；以及，
[0016]用于本单元内部通讯和外部通讯，对程序的数据进行转发和处理，实现数据的分发处理的总线接口模块。
[0017]进一步地，所述核心处理器模块包括：
[0018]对本设备的工作参量进行定制性配置的参数配置子模块；
[0019]对WIA
‑
FA的时钟同步校准的同步时钟校准子模块；以及，
[0020]对总线仲裁参量进行控制的总线仲裁控制子模块。
[0021]进一步地，所述工作参量包括：无线参量和总线仲裁参量；所述无线参量包括：输出功率、工作频段和工作时隙；所述总线仲裁参量包括：总线工作协议和总线工作速率。
[0022]进一步地，所述同步时钟校准子模块对WIA
‑
FA的时钟同步校准，包括：
[0023]由上层网关设备下发时间校准信息，所述时间校准信息包括本地时间T1和WIA
‑
FA终端传输延迟时间；
[0024]所述WIA
‑
FA终端传输所述WIA
‑
FA终端传输延迟时间；所述WIA
‑
FA无线管理单元硬件射频芯片产生中断，开始计时直到接收完成t，WIA
‑
FA终端离开返回同步确认帧，包含t时间；
[0025]网关设备接收同步确认帧T2，传输延迟时间x为(T2
‑
T1
‑
t)/2，封装到同步时间协议中，再次发送同步时间信息；
[0026]当所述WIA
‑
FA终端再次接收到同步时间信息，所述WIA
‑
FA终端接收时间校准信息，计算同步时间T为T3+x+t2，t2为本次接收完成中断时间，T3为网关的本地时钟，将T更新本地同步时间，从而实现时间校准。
[0027]进一步地，所述WIA
‑
FA无线管理单元包括：无线管理模块和数据管理模块；所述无线管理模块，用于通过总线方式获取无线参量初始化无线射频工作方式，并实现网络工作在同一频段上，实现数据通讯；所述数据管理模块，用于对数据流的控制管理，实现对发送数据和接收数据优先级控制。
[0028]进一步地，所述数据处理接口单元与现场设备通信采用的通信协议包括：RJ45、CAN、1553B中的一种或多种。
[0029]进一步地，所述WIA
‑
FA终端收发设备在生产单位车间中位于WIA
‑
FA网络中时，控制可移动仰拱栈桥。
[0030]本专利技术还提供了一种WIA
‑
FA终端的收发方法，所述方法包括：
[0031]初始化各单元，初始化无线参量和总线仲裁参量，完成WIA
‑
FA终端设备的基础工作参量信息；
[0032]完成初始化之后，进行射频工作流，完成对无线信号的接收，并通过接收的数据实现对同步时钟校准子模块的时钟校准，从而实现与WIA
‑
FA网络的同步；
[0033]时钟同步完成后，接收WIA
‑
FA网络工作信息，在所述WIA
‑
FA终端设备的时隙进行数据交互，从而实现WIA
‑
FA网络数据交互；
[0034]监测WIA
‑
FA网络的网络状态，如果网络异常，重复执行与WIA
‑
FA网络同步的步骤。
[0035]进一步地，实现WIA
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种WIA
‑
FA终端的收发设备，其特征在于，所述设备包括：获取WIA
‑
FA技术和协议的加密数据，将数据传递射频处理芯片(101)，射频处理芯片(101)通过调制或者解调，将电信号转化为电磁波信号或者将电磁波信号转换电信号进行传递，实现WIA
‑
FA技术和协议的无线转换过程的WIA
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FA无线管理单元(100)；与现场设备进行通信的数据处理接口单元(300)；以及，通过总线从所述WIA
‑
FA无线管理单元(100)接收WIA
‑
FA网络的无线数据或从所述数据处理接口单元(300)接收待上传现场设备数据，并进行处理和分析的WIA
‑
FA核心控制单元(200)；其中，所述WIA
‑
FA无线管理单元(100)包括：无线滤波模块(102)；所述无线滤波模块(102)中使用的滤波器为n阶数字低通滤波器，解调滤波器输出数据fir_out＝filter(lp,1,fir_data)，其中，fir_data为被滤波数据；由模数转换采集调制系数κ作为滤波器判断值权限，通过调整射频芯片外置电压因素v，fir_out与v比值获取最终解调数据D，通过发送的测试数据，获得了接收数字低通滤波解调数据与发送数据一致。2.根据权利要求1所述一种WIA
‑
FA终端的收发设备，其特征在于，所述WIA
‑
FA核心控制单元(200)包括：执行WIA
‑
FA协议的核心处理器模块(201)；存储设计的程序的静态存储模块(202)，设备运行时由所述核心处理器模块(201)镜像所述静态存储模块(202)中的程序到动态存储模块(203)；加密数据的加密模块(204)；以及，用于本单元内部通讯和外部通讯，对程序的数据进行转发和处理，实现数据的分发处理的总线接口模块(205)。3.根据权利要求2所述一种WIA
‑
FA终端的收发设备，其特征在于，所述核心处理器模块(201)包括：对本设备的工作参量进行定制性配置的参数配置子模块；对WIA
‑
FA的时钟同步校准的同步时钟校准子模块；以及，对总线仲裁参量进行控制的总线仲裁控制子模块。4.根据权利要求3所述一种WIA
‑
FA终端的收发设备，其特征在于，所述工作参量包括：无线参量和总线仲裁参量；所述无线参量包括：输出功率、工作频段和工作时隙；所述总线仲裁参量包括：总线工作协议和总线工作速率。5.根据权利要求3所述一种WIA
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FA终端的收发设备，其特征在于，所述同步时钟校准子模块对WIA
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FA的时钟同步校准，包括：由上层网关设备下发时间校准信息，所述时间校准信息包括本地时间T1和WIA
‑
FA终端传输延迟时间x；所述WIA
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FA无线管理单元(100)硬件射频芯片产生中断，开始计时直到接收完成，时间为t，WIA
‑
FA终端离开返回同步确认帧，包含时间t；网关设备接收同步确认帧T2，传输延迟时间x为(T2
‑
T1
‑
t)/2，封装到同步时间协...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，刘立辉，邱思，李永胜，李天飞，王堂辉，
申请(专利权)人：沈阳邦粹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：