ISA100 Wireless 技術実装セミナー 2017 村田製作所製 ISA100 Wireless Module の特徴と評価キット 2017/8/30 株式会社村田製作所モジュール事業本部 IoT 統括部 IoT 事業推進部眞山勝博 1 14 November 2017
本講演の目的 目的 お客様が弊社 ISA100 Wireless Module を利用した機器開発プロセスをイメージできるようにすること 目標 お客様が ISA100 Wireless 対応機器の開発を進めるために準備すべきものを理解できていること お客様が弊社ソリューションにより何ができるのかを理解できていること お客様が自社機器のアプリケーション開発方法をイメージできていること 2
Solutions for ISA100 wireless items 無線通信モジュール (Type1EU) 評価ボード F テストツール アプリケーションサンプルソースコード elated Documents Type1EU Datasheet Type1EU Hardware Integration Guide Type1EU Serial Interface Specification First Step Guide for Evaluation Board Type1EU UAP Service Guide Type1EU Wireless Test Mode Specification Type1EU adio Silence Mode EVB Manual for eset to Factory Default Operation Manual for writing UAP Sample Explanation of UAP Sample Providing Conditions Under NDA Under NDA Under NDA Under SLA 3
Solutions for ISA100 wireless items 無線通信モジュール (Type1EU) 評価ボード F テストツール アプリケーションサンプルソースコード elated Documents Type1EU Datasheet Type1EU Hardware Integration Guide Type1EU Serial Interface Specification First Step Guide for Evaluation Board Type1EU UAP Service Guide Type1EU Wireless Test Mode Specification Type1EU adio Silence Mode EVB Manual for eset to Factory Default Operation Manual for writing UAP Sample Explanation of UAP Sample Providing Conditions Under NDA Under NDA Under NDA Under SLA 4
ISA100 Wireless Module を使用した機器開発 ISA100 Wireless Module (Type1EU) 村田 ISA100 Wireless Network Wired Network Backbone outer Backbone outer Gateway Gateway Control System 機器サプライヤ様 インフラストラクチャー機器ベンダ様 制御システムサプライヤ様 :I/O デバイス ( センサ / アクチュエータデバイスなど ) : ルーティングデバイス 5
ISA100 Wireless Module Hardware Features Highly integrated adio design MCU for ISA stack Low power consumption (35.0mA@Tx, 16.0mA@x, 7uA@Sleep without Internal LDO) Appearance HW Block Diagram 6
ISA100 wireless module hardware integration 以下の決定が必要です 外部アンテナ選定 シリアル通信方式 :UAT/SPI 電源供給方式 : 内部 LDO/ 外部供給 Pad Total Number : 60 Pad function category Communication between ISA100 wireless module and application processor Power Functions Serial communication Serial communication configuration - UAT(9600, 38400 or 115200 bps) - SPI (1 Mbps, Module is Master) Flow control (Proprietary specification) ISA stack reset Stack initialization status notification Power supply - Use internal LDO - Direct power supply 7
ISA100 Wireless eference Model 8
ISA100 Wireless Module Software ISA100 Wireless Module MCU ( ) Sensor or Actuator Board ( ) User Application Process の略お客様製品の制御ソフト 9
無線通信モジュールにより実現される機能 無線通信機能はモジュールがカバー メッセージ ルーティング チャネル ホッピング 無線通信 アクセス制御 Duocast ネットワーク 管理 10
Serial I/F Command / Ack frame Flow control for UAT communication UAP ISA Stack UAP ISA Stack 11
Event Code 17 types of Events are exchanged between UAP and ISA stack. 12
Solutions for ISA100 wireless items 無線通信モジュール (Type1EU) 評価ボード F テストツール アプリケーションサンプルソースコード elated Documents Type1EU Datasheet Type1EU Hardware Integration Guide Type1EU Serial Interface Specification First Step Guide for Evaluation Board Type1EU UAP Service Guide Type1EU Wireless Test Mode Specification Type1EU adio Silence Mode EVB Manual for eset to Factory Default Operation Manual for writing UAP Sample Explanation of UAP Sample Providing Conditions Under NDA Under NDA Under NDA Under SLA 13
提供物 Capability File (CF) Evaluation Board ( 国内電波法認証取得済み ) 設定ファイル F Test Tool 14
評価ボードの主な使用用途 Application 開発 消費電流評価 通信距離評価 15
無線通信モジュールの消費電流測定 Type1EU Evaluation Board ISA100 Wireless Module (Type1EU) ネットワーク構成例 ISA100 Wireless Network Wired Network Backbone outer Backbone outer Gateway Gateway Control System :I/O デバイス ( センサ / アクチュエータデバイスなど ) : ルーティングデバイス Type1EU Evaluation Board TI MSP430 UAP Sample 温度センサ UAT/SPI Type1EU ISA Stack 評価ボードは ( 温度センサ ) として動作します Join~ 定期送信に要する消費電流を評価頂けます 16
無線通信モジュールの通信距離試験 Type1EU Evaluation Board Evaluation Board ネットワーク構成例 1 対 1 通信 Evaluation Board Type1EU Evaluation Board TI MSP430 UAP Sample Type1EU ISA Stack F Test Tool 温度センサ Windows PC F Test Tool USB SSIやPEをモニターできます 距離評価などにご活用頂けます 17
MSP430 を使用した UAP 開発 Type1EU Evaluation Board ISA100 Wireless Module (Type1EU) ネットワーク構成例 ISA100 Wireless Network Wired Network Backbone outer Backbone outer Gateway Gateway Control System :I/O デバイス ( センサ / アクチュエータデバイスなど ) : ルーティングデバイス 開発要 Type1EU Evaluation Board 既存センサなど TI MSP430 Customer UAP UAT/SPI Type1EU ISA Stack お客様のアプリケーションを書き込み 動作させる事が可能です 温度センサ 18
お客様 MCU を利用した UAP 開発 Type1EU Evaluation Board ISA100 Wireless Module (Type1EU) ネットワーク構成例 ISA100 Wireless Network Wired Network Backbone outer Backbone outer Gateway Gateway Control System :I/O デバイス ( センサ / アクチュエータデバイスなど ) : ルーティングデバイス Type1EU Evaluation Board Customer Platform TI MSP430 UAP Sample Type1EU ISA Stack Customer MCU Customer UAP 温度センサ 通信モジュール部分のみの使用も可能です Customer Sensors 19
製品開発 評価に必要な 5 つの要素 ISA100 Wireless Module (Type1EU) ISA100 Wireless Network Wired Network 1 2 3 4 5 P Backbone outer Gateway Backbone outer Gateway Control System :I/O デバイス ( センサ / アクチュエータデバイスなど ) : ルーティングデバイス P : プロビジョニングデバイス ( ネットワーク設定に必要 ) 20
評価ボードを用いたネットワークの構築例 横河電機様 YFGW410 フィールド無線用管理ステーション 4 Ethernet Note PC (Demo Application, Provisioning Device) 5 2 Ethernet ISA100 Wireless communication 1 ACTiSYS I Adapter 3 横河電機様 YFGW510 フィールド無線用アクセスポイント 村田製作所 Type1EU Evaluation Board 21
評価ボードの動作シーケンス 初期化 プロビジョニング Type1EU の制御に必要な基本動作を全てカバー Join 定期送信に必要な設定 定期送信 22
Provisioning 赤外線通信 P ISA100 Wireless Network Wired Network P equest esponse Backbone outer Backbone outer Gateway Gateway Control System :I/O デバイス ( センサ / アクチュエータデバイスなど ) P : プロビジョニングデバイス ( ネットワーク設定に必要 ) : ルーティングデバイス 23
Device Configuration ~ 設定項目 ~ Publish を開始するめにはデバイスの設定が必要です 必要な設定項目は 以下の 3 つに大別されます 設定項目データの宛先送信タイミング送信するデータ 設定例 横河電機様製フィールド無線用管理ステーション (YFGW410) ID = xx の object 宛 10 秒間隔 温度データ 24
Device Configuration ~ 設定方法 ~ Write equest Write esponse 25
Publish Sensor Data etc Interval 26
Solutions for ISA100 wireless items 無線通信モジュール (Type1EU) 評価ボード F テストツール アプリケーションサンプルソースコード elated Documents Type1EU Datasheet Type1EU Hardware Integration Guide Type1EU Serial Interface Specification First Step Guide for Evaluation Board Type1EU UAP Service Guide Type1EU Wireless Test Mode Specification Type1EU adio Silence Mode EVB Manual for eset to Factory Default Operation Manual for writing UAP Sample Explanation of UAP Sample Providing Conditions Under NDA Under NDA Under NDA Under SLA 27
User Application Process (UAP) 開発 UAP の構造例 UAP 制御ブロック 赤外線通信制御ブロック Type1EU 制御ブロック UAP Objects ( ) Sensor or Actuator Board 赤外線通信モジュール Type1EU センサ or 制御機器 :UAP Object : ソフトウェア ( 機器サプライヤ様が開発 ) : ハードウェア ( ) 必要な Object を取捨選択して 実装する必要があります 28
UAP 開発に使用する仕様書 ブロック名 UAP 制御ブロック赤外線通信制御ブロック Type1EU 制御ブロック UAP Objects 開発に使用する仕様書 IEC 62734 Type1EU シリアルインタフェース仕様書 ISA100 WCI 実装仕様書 Type1EU シリアルインタフェース仕様書 IEC 62734 ISA100 WCI 実装仕様書 UAP の構造例 UAP 制御ブロック 赤外線通信制御ブロック Type1EU 制御ブロック UAP Objects 29
UAP Objects Object 名実装条件用途 UAP Management Object (UAPMO) Analog Input (AI) Binary Input (BI) Analog Output (AO) Binary Output (BO) Upload Download Object (UDO) Concentrator Object (CO) Dispersion Object (DIS) 規格上必須 デバイス識別用オブジェクト 1 センサ 1 AI 温度 圧力などのセンサ用オブジェクト浮動小数値を扱える 1 センサ 1 BI 接点信号などセンサ用オブジェクト On/Off 値を扱える 1 制御 1 AO ポジショナなどの制御用オブジェクト浮動小数値の制御量を受け取る 1 制御 1 BO リミットスイッチなどの制御オブジェクト On/Off 制御量を受け取る 規格上任意 ( 実運用上必須 ) センサ機器必須 制御機器必須 UAP の更新などに使用する センサ値の定期送信に必要 制御量の定期受信に必要 30
提供物 提供物 Type1EU Evaluation Board UAP Sample Source Code (C 言語 ) Project File ( ) ビルド Type1EU Evaluation Board UAP Sample 書き込み TI MSP430 UAP Sample UAT/SPI Type1EU ISA Stack ( ) TI 製 Code Composer Studio 向け 温度センサ 31
UAP Sample Source Code Features UAPMO, CO and AI are supported. Designed to work without OS. Free of charge and no warranty. Implemented 32
Web Site http://wireless.murata.com/eng/products/rf-modules-1/802-15-4/type-1eu.html 33
まとめ 弊社モジュールをご利用頂く事で 機器サプライヤ様は無線通信の制御をモジュールに任せ 機器開発に注力する事が可能になります Evaluation Board および F Test Tool を使用する事で アプリケーション開発 無線モジュールの消費電流評価 通信距離試験などを簡単に実施する事が可能になります UAP Sample Source Code を参照頂く事で ISA100 Wireless Module の制御に必要な基本機能の実装方法を理解する事が可能になります 34
Thank you!!! 35