采用无线通信技术的新型开放式数控系统

2.新型数控中无线通信技术

2.1 802.11通信机制

目前常用的掌上电脑的无线联网方式有GPRS， IEEE802.11（Wi-Fi），蓝牙技术、家庭网络HOMERF 等。这些方式各有优劣。IEEE802.11 是1999 年最新版本的无线局域网（WLAN）标准。与蓝牙协议和家庭网络的HOME RF 标准相比IEEE802.11 协议具有传输距离远，传输速度快等优点，是无线通信技术发展的主流。和其他IEEE802.x 标准一样，802.11 标准着重定义了物理层（PHY）和介质访问控制（MAC）子层。IEEE802.11 的MAC 层提供对无线共享介质的访问控制。除此之外，还提供支持无线传输和站点移动所必须的网络连接、认证、保密和电源管理等功能。近年来，802.11标准又扩展出802.11b、802.11a、802.11g等系列，这些扩展标准采用的是不同的物理层标准，使通信速率提高到11Mbit/s、22 Mbit/s至54 Mbit/s，但它们对MAC层协议没有重大改变。

2.2 新型数控中无线通信的具体实现方案

在新型数控体系结构中，数控P D A 是通过IEEE802.11x 通信协议与车间服务器及机床控制器通信。根据机床控制系统的不同配置，其无线通信的实现方案也不同。主要有以下几种：

（1） 数控PDA的无线模块和单片机数控系统相连的无线通信接口电路;
（2） 数控PDA的无线模块通过与传统数控系统的RS232/802.11转换器相连接;
（3） 通过数控PDA的无线模块与嵌入式机床控制器的802.11x无线网卡通信。

在单片机数控系统中，通过一种基于单片机无线通讯接口电路来实现数控PDA 与单片机的无线通信。这种单片机无线通讯接口电路是由Micrel公司推出的单片发射器芯片（MICRF102）和单片接受器芯片（MICRF007）组成。工作在国际通用ISM 频段300～400MHZ，具有ASK 调制和解调能力，抗干扰能力强，非常适合于工业控制领域。同时它又具备频率稳定性好，接受灵敏度高，功耗底等优点。可以方便数控PDA 与单片机之间的串行数据无线通信。其接口电路工作原理如图4 所示。

对于传统数控机床来说，通常这些设备所提供的通信接口是普通的RS-232串行接口。如何使这些设备与数控PDA 通信呢?一个经济、快速的解决方案是，在传统数控系统的串行接口上外接一个RS-232/802.11转换器，将数控设备的串口RS-232信号与无线通信信号相互转换，使之符合IEEE 802.11x通信协议。它使数控设备与无线局域网联网，有效地扩展了数控设备的联网通信能力，并且最终使固定的数控设备可以与自由移控动的数控PDA实现无线通信。