M2M技術在鋼鐵連鑄設備MRO協作平臺中的應用
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鋼鐵連鑄設備數據采集系統采用CDMA無線通信方式，向遠程服務器發送數據。相對于GPRS方式而言，CDMA無線傳輸方式在穩定性、速度、帶寬等方面更具優勢。CDMA無線通信模塊選用AnyDATA公司的DTU800，為目前世界上同類型產品中體積最小、速度最快的CDMA數據模塊，數據傳輸速率最高可達153.6 kb/s，平均速率為80 kb/s~100 kb/s[5]。CDMA無線通信模塊與處理器的連接較為簡單，將DTU 800的標準串口與處理器的串口連接即可，接口電路如圖5所示。本設計使用CC2430的USART0端口(TXD、RXD引腳)與DTU800的USART1端口(DP_TXD、DP_RXD引腳)傳輸數據。DTU800內嵌TCP/IP協議棧，大大降低了數據通信設計的難度，也增強了微處理器處理其他數據的能力。DTU800支持標準的AT指令，DTU與MCU主機單元的通信可通過調用相應的AT指令實現。
4 軟件系統設計
軟件系統主要完成監控節點采集數據的接收和處理、監測數據的上傳等任務。軟件采用模塊化設計方式，主要功能模塊包括ZigBee通信處理模塊、CDMA通信處理模塊等部分。
(1)ZigBee通信處理程序設計
ZigBee網絡中的傳感器節點主要負責采集環境數據，將這些數據傳給協調器節點，同時，接收來自匯聚節點的查詢命令，當沒有數據的發送和接收時，轉入休眠模式，使節點功耗降到最低。而匯聚節點一方面負責組建無線網絡；另一方面將兩個使用不同協議的網絡連接在一起，實現兩種協議之間的轉換，同時發布管理節點的通信任務，并把接收的數據轉發到外部網絡。傳感器節點和匯聚節點程序流程圖如圖6所示。
(2)CDMA無線通信程序設計
匯聚節點以固定的時間間隔向遠程服務器發送數據，同時接收遠程服務器的控制指令并執行相應的操作。匯聚節點系統上電時，先執行初始化，然后使用AT指令建立PPP、TCP/UDP通道連接，接入CDMA網絡， 并獲得CDMA移動通信數據網管系統動態分配的IP地址。連接建立后，當基站的數據需要發送時，即可直接將數據幀發送給DTU打包傳送。
數據傳輸采用面向連接的、可靠的TCP協議。在使用CDMA通信模塊前，需要對DTU進行設置，以設定其工作方式。CDMA通信程序要完成DTU的設置、數據發往遠程服務器、接收應答和控制信令等操作。匯聚節點定時進行CDMA數據發送的中斷程序流程，如圖7所示。
本文根據鋼鐵連鑄設備MRO協作平臺的需要，利用基于M2M的關鍵技術ZigBee的無線傳感器網絡和CDMA通信，構建了遠程采集鋼鐵連鑄設備數據系統，為鋼鐵連鑄設備MRO協作平臺提供了有效的數據源。以便鋼鐵連鑄MRO協作平臺自動、實時、準確、詳細地獲取設備的運作情況實現對設備故障的預測。
雖然該系統在生產現場得到了應用和驗證，但是對M2M技術在鋼鐵連鑄設備MRO協作平臺的應用尚處于起步階段，尤其是在使用環境比較惡劣，且連鑄設備內部構造復雜的情況下，其工作的穩定性和可靠性還有待驗證。只有通過大量的現場試驗，才能進一步完善系統的軟硬件設計，使系統更加穩定成熟，達到其要求。
參考文獻
[1] FLOTTAU J. Overhauling MRO[J]. McGraw-Hill Companies， 2005.
[2] 王玨明，馮改玲，王漫，等．基于M2M平臺的無線傳感網的研究[J]．計算機應用與軟件，2006，23(7)：81-82，87．
[3] TI公司.SmartRF CC2430 peliminary (rev 1.01).2005.
[4] MAXIM公司.DS2762 Data Sheet.
[5] Any DATA． NET Inc． CDMA TeinaI DTu-800x reference manual[M]． 2004．
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