传感器组网传感器为啥组网？怎么组网？组网干什么？

发布时间：2024-10-06 16:10:50

传感器为啥组网？怎么组网？组网干什么？

传感器作为物联网系统中的核心部件，是数据采集的重要单元。单传感器采集的信息比较单一，这往往不能全面评价一个物体、一个区域的所有特征、信息、参数等指标，只有采用多种传感器采集各类数据信息才能综合体现一个物体、区域内动态性、全局性、矢量性的特征。如何让这么多传感器能协同、协作的实时监测、感知和采集区域内的各种物体、环境的信息，并对这些信息数据进行处理，从而获得全面、详尽、准确的信息数据，并将这些信息数据传送到需要的用户那里，这就需要将这些传感器组网，形成数据采集、存储、处理的协同系统。

传感器组网以后，就可以实现从物体单一的属性采集走向综合属性采集，从单点信息采集转向多点信息采集，从单一信息的采集处理转向多源信息的综合采集处理，实现传感器系统的综合化、系统化、网络化、智能化。这样也就形成了区域内设置大量传感器采集点、单采集点采用多传感器、空间立体设置的感知网络，为智慧区域（城市、园区、农村等等）建设提供丰富数据、数量规模巨大的感知网络。

传感器网络一般由传感器节点、汇聚节点和管理节点组成，通过通信网络将传感器节点联络起来，并通过一些协同机制让这些传感器能够协同互补，对采集的数据进行关联分析，发挥更大价值。也就为大数据提供丰富多彩、价值含量高、关联性强的综合数据。其中传感器节点一般是一个嵌入式的微型系统，由传感器模块、处理模块、无线通信模块、能量供应模块等基本单元组成，有时还会选择定位系统、运动系统以及发电系统装置等模块用于可选。因于它受供电系统的制约，造成其数据存储、处理、通信等能力都不是很强，主要负责自己节点数据的收集处理，当然，有时它还需与其他节点进行通信联络，实现其他节点数据的编解码和转发。而汇聚节点一般部署在电源供应充分的地方，这样会大大提高其数据存储、处理和通信的能力，实现与传感器节点、其他网络、管理节点的联络通信，负责多协议间的翻译转换工作。

根据通信连接方式，传感器网络又分为有线传感器网络和无线传感器网络，其中无线传感器网络因其具有安装位置不受任何限制，摆放灵活，且无需布线，成本低，可靠性高，安装和维护简便等优点，实际应用中使用最普遍。无线传感器网络一般采用无线（蓝牙、ZigBee等）、红外和光等多种通信方式，可以实现定位、拓扑控制、数据信息融合、同步、协同和安全等技术服务。

无线传感器网络作为一种全新的信息数据获取平台，对于感知技术的综合发展具有非常重要的作用。它具有以下特征：

一是节点数量巨大，分布灵活。万物互联就是在一定区域内放置数量巨大、种类繁多的传感器，形成密集部署的节点。由于使用无线通信方式，部署就比较简单灵活。

二是无线传感器网络系统资源受限情况会越来越严重。由于受能源供应的约束，再加上节点的规模巨增、巨大，会造成系统复杂，再加上受环境影响也大，这样会造成系统越来越复杂，最终的局面就是造成节点的通信、存储、处理等能力资源受限必将越来越严重。

三是拓扑结构的动态性。很多节点由于一般布置在相对恶劣的环境中，很容易造成断电、通信干扰、人为破坏等等因素引起的节点失效或者加入，因此系统必须能够动态自动配置，其拓扑结构也必须具备动态性，以适应动态变化。

四是无线传感器网络是以数据为中心的。由于节点部署比较密集，数据采集的量巨大，系统是从采集的数据信息中挖掘价值的，因此网络必须以数据为中心，而不是以节点为中心。

五是系统在设计是必须充分能耗因素，否则会影响系统的稳定性和有效运营。无线传感器网络的传感器节点一般体积较小，通信方式会与场景有关。

Modbus 协议下，plc与传感器如何实现1主多从自组网无线通信？

本方案是基于Modbus RTU协议下实现的1主多从自组网无线通信形式，主站为S7-1200 PLC，DTD433F作为从站。DTD433F具备输入和输出模拟量信号功能，信号传输方向由用户原系统主从设备所实现的功能决定。方案中采用无线模拟量信号测控终端DTD433F与欧美系PLC无线通讯终端DTD434MC，作为实现无线通讯的硬件设备。

一、方案概述

无线Modbus网络组成

二、测试设备与参数

1. 硬件环境搭建： ● 主站设备：西门子S7-1200● 从站设备：DTD433FC *4台● 无线数据终端（主站设备）DTD434MC*1块2. 测试参数： ● 通讯协议：Modbus RTU协议● 主从关系：1主4从● 主站通讯接口：Rs485接口● 从站接口：模拟信号（AI/AO）● 供电：9-24VDC● 传输距离：100米，500米，1KM，3KM，20KM

无线Modbus模拟量测控终端DTD433F提供模拟量信号输入和输出接口，符合MODBUS RTU协议，可作为从站，采集传感器、PLC、DCS、智能仪表等设备的数据，与主站PC、PLC、组态软件、触摸屏、人机界面等组成无线自组网通讯。

■ 主要特征:

◆ 模拟量输入：1-8通道AI输入，0~5V电压信号或者4~20mA电流信号输入；◆ 模拟量输出：1-8通道AO输出，4~20mA电流信号输出；◆ 可以直接代替有线变送器，实现无线传感集群组网；◆ 传输方式：全数字无线加密传输；◆ 支持标准串口协议：达泰自由串口协议、MODBUS RTU协议◆ 直流宽压9~24VDC供电，平均工作电流小于50mA

四、设备组态

1. 新建工程，并如下图所示添加1组设备2. 打开工程进行设备组态3. 选择CPU：

CPU 1211C AC/DC/Rly下的6ES7 211-1BE40-0XB04. 添加通讯模块在通讯模块下选择点到点——再选择CM1241（RS422/485）——最后选择6ES7 241-1CH32-0XB0型号5. 查看设备组态并进行参数设置 如下图所示，根据需要设置参数，我们在这里使用默认值