zyclxmzsw 　　張亞鋒(1993-)，男，工程師，研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和時(shí)間服務(wù)器。 　　摘要：本文主要介紹了WIFI模塊在儀器儀表中的應(yīng)用。加入了SD2431ALPI模塊的儀器儀表通過連接無線路由器可以實(shí)現(xiàn)與APP或PC端的通信。在此局域網(wǎng)內(nèi)，通過軟件系統(tǒng)控制儀器儀表進(jìn)行測(cè)量操作，并將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)返回端或PC端。該設(shè)計(jì)使得工業(yè)測(cè)量更加智能和便捷。 　　引言 　　無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為工業(yè)智能化、生活便捷化不可缺少的組成部分，也是未來科技發(fā)展的趨勢(shì)。而頻率測(cè)量是電子工業(yè)中極其重要的一步，普通的頻率計(jì)測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)操作很繁瑣，使用了WIFI模塊SD2431ALPI的頻率計(jì)可以在PC端或移動(dòng)端通過軟件遠(yuǎn)程控制頻率計(jì)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)時(shí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制時(shí)間頻率變化曲線，更好地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估。 　　1 WIFI模塊SD2431ALPI 　　1.1 模塊簡(jiǎn)介 　　SD2431ALPI是一種具有內(nèi)置WIFI網(wǎng)絡(luò)校時(shí)電路、晶振、I2C串行接口的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，MCU可使用該接口通過6位地址來尋址讀寫片內(nèi)64字節(jié)的數(shù)據(jù)，還可以通過該接口來收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。該模塊內(nèi)置充電電池，在電池充滿電的情況下可保證內(nèi)部時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)間超過半年，累計(jì)電量超過550mAh，電池使用壽命為5～8年。 　　1.2 SD2431ALPI硬件實(shí)現(xiàn) 　　(1)參考電路如圖1所示; 　　(2)SD2431ALPI管腳功能表如表1所示。 　　1.3 SD2431ALPI時(shí)鐘功能 　　MCU通過I2C接口讀取SD2431ALPI內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)。SD2431ALPI在無網(wǎng)絡(luò)校時(shí)的情況下，時(shí)鐘精度為±5ppm(在25±1℃下)，即年誤差小于2.5分鐘;SD2431ALPI在有網(wǎng)絡(luò)的情況下，可通過內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)校時(shí)功能，保證時(shí)鐘誤差為100ms，能滿足一些對(duì)時(shí)鐘精度要求較高且不希望人工校時(shí)的場(chǎng)合;建議每天對(duì)SD2431ALPI進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)校時(shí)。 　　SD2431ALPI通過連接香港天文臺(tái)服務(wù)器Daytime端口獲得標(biāo)準(zhǔn)UTC時(shí)間。本模塊的Daytime服務(wù)是基于TCP的應(yīng)用，服務(wù)器在TCP端口號(hào)13偵聽，一旦有連接建立就返回ASCII形式的日期和時(shí)間數(shù)據(jù)，在傳送完之后關(guān)閉連接。SD2431ALPI收到時(shí)間數(shù)據(jù)之后檢測(cè)字符串是否有“UTC”以判斷時(shí)間格式是否準(zhǔn)確。然后將時(shí)間信息轉(zhuǎn)換成RTC芯片識(shí)別的格式對(duì)SD2431ALPI內(nèi)部時(shí)間進(jìn)行校正。 　　2 SD2431ALPI的軟件設(shè)計(jì) 　　2.1 SD2431ALPI配置指令 　　開啟I2C總線之后，首先打開WIFI模塊的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能(SD2431ALPI內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)功能的器件地址是0x74)，配置指令如圖2。 　　接著配置需要連接的SSID(無線接入點(diǎn)名稱)與密碼，用戶在不更改SSID與密碼的情況下只需配置一次網(wǎng)絡(luò)連接指令信息。配置指令如圖3所示。 　　識(shí)別碼“U”后面?zhèn)鬏擲SID與密碼，例如：+U“ABC”，“12345678”。下一步，需要配置無線的傳輸協(xié)議類型。與網(wǎng)絡(luò)連接的配置類似，配置指令如圖4所示。 　　傳輸?shù)母袷绞窍葌鲄f(xié)議類型(UDP/TCP)，再傳輸IP地址， 傳輸端口號(hào)。只有網(wǎng)絡(luò)傳輸配置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號(hào)引起來，而端口號(hào)不需要使用引號(hào)。傳輸方式、IP地址、端口號(hào)需要使用逗號(hào)隔開。例如：“TCP”，“172.27.35.4”，8080，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型為：TCP協(xié)議，IP地址為：172.27.35.4，傳輸端口號(hào)為：8080。 　　2.2 SD2431ALPI與MCU的通信 　　(1)SD2431ALPI與MCU的通信流程圖如圖5所示。

　　熱電偶制造商TE Wire&Cable正與物聯(lián)網(wǎng)軟件公司Plataine開發(fā)一款基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。該系統(tǒng)利用了AI軟件來跟蹤溫度監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的位置及使用狀態(tài)。 　　通過使用帶有RFID功能的智能熱電偶，TE Wire&Cable的客戶可以識(shí)別熱電偶所需更換的確切時(shí)間，無需手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)用戶可使用該功能快速定位設(shè)備。TE Wire&Cable營(yíng)銷業(yè)務(wù)分析師Joseph Ugalde表示，該技術(shù)還提供熱電偶的校準(zhǔn)的實(shí)時(shí)警報(bào)和建議。 　　TE Wire&Cable稱，該解決方案可能是業(yè)內(nèi) 個(gè)使用RFID技術(shù)的方案。該公司與Plataine一起開發(fā)了該系統(tǒng)，目前已有一些飛機(jī)零部件客戶在生產(chǎn)過程中進(jìn)行測(cè)試，以跟蹤高壓釜的溫度。 　　TE Wire&Cable專注銷售復(fù)合材料飛機(jī)零件制造過程中使用的熱電偶組件。這類部件需要在高壓釜中進(jìn)行加壓加熱。高壓釜內(nèi)通常會(huì)安裝一個(gè)熱電偶組件以測(cè)量溫度并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)記錄儀中。 　　當(dāng)零件放入高溫爐時(shí)，熱電偶會(huì)自動(dòng)連接到零件上。由于熱電偶的壽命有限，企業(yè)需密切監(jiān)控每個(gè)熱電偶的使用頻率。這個(gè)過程通常是通過手動(dòng)記錄來監(jiān)控。當(dāng)熱電偶數(shù)量多時(shí)，這種方法就變得難以執(zhí)行。Ugalde說：“一個(gè)典型的航天制造企業(yè)會(huì)使用數(shù)百個(gè)熱電偶?！? 　　除了使用歷史難以跟蹤外，這些熱電偶也很難進(jìn)行定位找尋。當(dāng)公司需要更換熱電偶時(shí)，員工需要花費(fèi)大量時(shí)間來進(jìn)行尋找。 　　TE Wire&Cable與Plataine合作開發(fā)出一種解決方案，該解決方案在智能熱電偶中嵌入了RFID標(biāo)簽。該公司提供了RFID讀取器來讀取這些標(biāo)簽，并使用Plataine的AI物聯(lián)網(wǎng)軟件進(jìn)行管理。Plataine首席營(yíng)銷官Amir Ben-Assa說，Plataine已經(jīng)為工業(yè)環(huán)境中的資產(chǎn)或工具跟蹤提供了各種基于RFID和物聯(lián)網(wǎng)的解決方案?！? 　　Ben-Assa回憶說：“12個(gè)月前，我們開始和TE Wire合作。在此期間，在此期間，我們定義并測(cè)試了智能熱電偶解決方案，幫助制造商步入工業(yè)4.0時(shí)代?！? 　　該公司稱，除了在設(shè)備上內(nèi)置無源UHF RFID芯片外，該智能熱電偶的配置與前代相同。該芯片將在Plataine云軟件上存儲(chǔ)一個(gè)產(chǎn)品的 ID碼。方案使用固定式RFID讀取器讀取智能熱電偶信息。Ugalde表示，TE Wire&Cable將與客戶合作，為每個(gè)工廠及應(yīng)用環(huán)境選擇 讀取器。 　　高壓高溫過程開始時(shí)，設(shè)備將通過安裝有固定式通道讀取器。讀取器讀取到標(biāo)簽ID后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到軟件，然后軟件將根據(jù)讀取器位置來更新熱電偶的位置。熱電偶離開該區(qū)域時(shí)，讀取器也將讀取該事件。 　　同時(shí)，軟件還將對(duì)熱電偶使用次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)發(fā)出警告。員工可以在軟件中查看熱電偶位置，并在需要時(shí)進(jìn)行更換。Ugalde解釋說，這將給員工節(jié)省很多時(shí)間。 　　該系統(tǒng)目前正在Plataine實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試zyclxmzsw，TE Wire&Cable的一些客戶也開始在他們自己的工廠測(cè)試該技術(shù)。Plataine的物聯(lián)網(wǎng)解決方案使用RFID和其他工廠級(jí)傳感器來收集有關(guān)材料，在制品，資產(chǎn)和工具的實(shí)時(shí)信息，并使用軟件進(jìn)行分析及控制。

　　電工儀器儀表行業(yè)是一個(gè)充分競(jìng)爭(zhēng)的行業(yè)，市場(chǎng)化程度較高，行業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量眾多。此外，電工儀器儀表行業(yè)包括電能計(jì)量產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置等十多個(gè)細(xì)分行業(yè)。這些細(xì)分行業(yè)在技術(shù)、工藝、市場(chǎng)等方面存在一定差異，也有很多相似之處。因此，各企業(yè)既在自己擅長(zhǎng)的細(xì)分行業(yè)內(nèi)展開充分的競(jìng)爭(zhēng)，又會(huì)憑借已有技術(shù)和市場(chǎng)基礎(chǔ)不斷嘗試進(jìn)入電工儀器儀表其他細(xì)分行業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。 　　前瞻數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，2017年12月中國(guó)電工儀器儀表產(chǎn)量為2295.8萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)19%；2017年1-12月止累計(jì)中國(guó)電工儀器儀表產(chǎn)量為22378.4萬臺(tái)，同比下降5.6%。 　　電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置的國(guó)產(chǎn)化率很高，但萬分之一級(jí)、十萬分之五級(jí)的超高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表和省級(jí)以上的關(guān)口電表等少數(shù)關(guān)鍵設(shè)備仍然依賴進(jìn)口。國(guó)際知名高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表生產(chǎn)廠商有德國(guó)EMH公司、ZERA公司和美國(guó)RADIAN公司。這些公司擁有世界 進(jìn)的高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表技術(shù)，在高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表市場(chǎng)居于領(lǐng)先地位。但總體來看，在我國(guó)電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)裝置占據(jù) 市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。 　　隨著省級(jí)計(jì)量中心建設(shè)的逐步推進(jìn)以及電能表檢定向自動(dòng)化檢定為主轉(zhuǎn)變，我國(guó)電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置市場(chǎng)集中度大幅提高。根據(jù)電工儀器儀表行業(yè)分會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2008-2015年國(guó)內(nèi)電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置行業(yè)前五名企業(yè)收入占比由60.61%上升至88.75%，前三名企業(yè)收入占比由42.34%上升至69.16%。 zyclxmzsw