Intelligente Sensorvernetzung

IO-Link-Kommunikation für Sensoren und Aktoren

| Autor / Redakteur: Rich Miron * / Gerd Kucera

Konnektivität über ein breites Spektrum von Standards

Darüber hinaus schlägt das IEEE-1451-Framework ein Standard-Transducer-Electronic-Data-Sheet (TEDS) vor, dass innerhalb des Transducer-Moduls untergebracht ist und eine Beschreibung des Transducers für das Host-Netzwerk zur Verfügung stellt. Daher kann die resultierende Einheit aus Smart-Sensor und Netzwerk-Interface-Modul als Plug-and-Play-Gerät eine direkte Verbindung automatisch mit dem Netzwerk herstellen. Das reduziert Fehler und vereinfacht Installation und Wartung von intelligenten Sensornetzwerken.

Verschiedene Aspekte und Grundsätze von IEEE 1451, insbesondere die TEDS- und STIM-Standards, wurden in kommerziellen Sensorprodukten eingesetzt, um intelligente Schnittstellen und Netzwerk-Konnektivität zu erleichtern. IEEE 1451 bietet auch die Grundlage für die JDDAC-Plattform (Java Distributed Data Acquisition and Control), die es Java-Anwendungen ermöglicht, mit einer Vielzahl von Sensoren und Aktoren verbunden zu werden.

Mit einer geeigneten Netzwerk-Schnittstelle sind intelligente Sensoren in der Lage, die Kommunikation über ein breites Spektrum von Standards zu ermöglichen. Diese können anwendungsspezifische Standards wie CAN (Controller Area Network), HART (Highway Addressable Remote Transducer Protocol), Profibus, Industrial Ethernet oder ein Derivat wie EtherCAT sein. Gleichermaßen kann Allzweck-Konnektivität wie Standard-Ethernet oder Internet Protocol (IP) unterstützt werden. Wird mit IP-Unterstützung und einem integrierten Webserver der intelligente Sensor mit dem Internet verbunden, lässt sich das Gerät von fast überall in der Welt überwachen.

Drahtlos mit Funk-MCU und Embedded-Modem

Die drahtlose Verbindung mit intelligenten Sensoren ist aus vielen Gründen wünschenswert. Innerhalb eines einzigen Industriestandorts ermöglicht eine drahtlose Vernetzung mit einem Standard wie ZigBee die einfache Skalierung oder Anpassung des Netzes, ohne Notwendigkeit einer umfangreichen neuen Infrastruktur. Dazu integriert die Funk-MCU der STM32W-Reihe von STMicroelectronics einen IEEE-802.15.4-Funk-Transceivers; Kern der MCU ist ein 32-Bit-ARM-Cortex-M3-Mikrocontroller.

Mit dem rasanten Wachstum des Internets der Dinge (Internet of Things) und anderen Anwendungen, die M2M-Konnektivität über Mobilfunknetze erfordern, sind eine Vielzahl von Embedded-Modems verfügbar, die Mobilfunk-Standards wie GSM, GPRS/EDGE und CDMA unterstützen und den Anschluss an Netzwerke in verschiedenen Regionen der Welt ermöglichen.

Ein Embedded-Modem wie das Multi-Tech MTSMC-C1-N16-SP ist ein 800/1900-MHz-Dualband-CDMA2000-Modem, das auch Ethernet- und Wi-Fi-Zugriff unterstützt und für geltende Netzwerk-Standards vorzertifiziert ist. Es nutzt die Standard-Embedded-Modem-Pin-Belegung, die von Multi-Tech etabliert wurde, und kann über eine serielle Verbindung direkt an einen UART oder Mikrocontroller angeschlossen werden.

* Rich Miron ist Mitarbeiter des Technical Content Team von Digi-Key, Thief River Falls, Minnesota/USA.

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