isa100 wireless 技術実装セミナー2017

14 November 2017

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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


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。


Solutions for ISA100 wireless

items Related Documents Providing

Conditions

無線通信モジュール

(Type1EU)

・Type1EU Datasheet

・Type1EU Hardware Integration Guide

・Type1EU Serial Interface Specification

Under NDA

評価ボード

RFテストツール

・First Step Guide for Evaluation Board

・Type1EU UAP Service Guide

・Type1EU Wireless Test Mode Specification

・Type1EU Radio Silence Mode

・EVB Manual for Reset to Factory Default

Under NDA

アプリケーション

サンプルソースコード

・Operation Manual for writing UAP Sample

・Explanation of UAP Sample Under NDA

Under SLA



Conditions


(Type1EU)




Under NDA

評価ボード







Under NDA





Under SLA



ISA100 Wireless Moduleを使用した機器開発

Contro

l Syste

m

R

R

R

R

R

R

：I/Oデバイス

(センサ/アクチュエータデバイスなど) R ：ルーティングデバイス

ISA100 Wireless

Network Wired Network

Gateway

Gateway

Backbone Router

Backbone Router

IO

ISA100 Wireless Module

(Type1EU)

村田

インフラストラクチャー

機器ベンダ様機器サプライヤ様

制御システム

サプライヤ様

IO

IO

IO


ISA100 Wireless Module Hardware

HW Block Diagram Appearance

Features

Highly integrated Radio design

MCU for ISA stack

Low power consumption

(35.0mA@Tx, 16.0mA@Rx, 7uA@Sleep without Internal LDO)


ISA100 wireless module hardware integration

Pad function category Functions

Communication

between ISA100 wireless module

and application processor

・Serial communication

・Serial communication configuration － UART(9600, 38400 or 115200 bps)

－ SPI (1 Mbps, Module is Master)

・Flow control (Proprietary specification)

・ISA stack reset

・Stack initialization status notification

Power ・Power supply

－ Use internal LDO

－ Direct power supply

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：UART/SPI

・電源供給方式：内部LDO/外部供給 Pad Total Number : 60


ISA100 Wireless Reference Model


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


メッセージ

ルーティング

無線通信

アクセス制御

ネットワーク

管理 Duocast

チャネル

ホッピング

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


Serial I/F

Command / Ack frame

Flow control for UART communication

UAP ISA Stack UAP ISA Stack


Event Code

17 types of Events are exchanged between UAP and ISA stack.



Conditions


(Type1EU)




Under NDA

評価ボード







Under NDA





Under SLA



提供物

Evaluation Board (国内電波法認証取得済み)

RF Test Tool

Capability

File

(CF)

設定ファイル


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


無線通信モジュールの消費電流測定

Type1EU Evaluation Board

UART/SPI

UAP Sample

TI MSP430 Type1EU

ISA Stack


温度センサ

ネットワーク構成例

Con

trol S

yste

m

R

R

R

R

R

R

：I/Oデバイス(センサ/アクチュエータデバイスなど)

R ：ルーティングデバイス

ISA100 Wireless

NetworkWired Network

Gateway

Gateway

Backbone Router

Backbone Router

IO


(Type1EU)

IO

IO

IO

評価ボードは、

IO(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。


無線通信モジュールの通信距離試験


UAP Sample

TI MSP430 Type1EU

ISA Stack


温度センサ

RF Test Tool

Windows PC

RF Test Tool

USB


Evaluation Board Evaluation Board

1対1

通信

RSSIやPERをモニターできます。

距離評価などに

ご活用頂けます。


MSP430を使用したUAP開発


UART/SPI

Customer UAP

TI MSP430 Type1EU

ISA Stack


温度センサ

既存センサなど

開発要


Con

trol S

yste

m

R

R

R

R

R

R



ISA100 Wireless


Gateway

Gateway

Backbone Router

Backbone Router

IO


(Type1EU)

IO

IO

IO

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。


お客様MCUを利用したUAP開発


UAP Sample

TI MSP430 Type1EU

ISA Stack


温度センサ

Customer Platform

Customer MCU

Customer UAP

Customer Sensors


Con

trol S

yste

m

R

R

R

R

R

R



ISA100 Wireless


Gateway

Gateway

Backbone Router

Backbone Router

IO


(Type1EU)

IO

IO

IO

通信モジュール部分

のみの使用も可能です。


製品開発・評価に必要な５つの要素 C

ontro

l Syste

m

R

R

R

R

R

R

ISA100 Wireless


Gateway

Gateway

Backbone Router

Backbone Router


(Type1EU)

P ：プロビジョニングデバイス（ネットワーク設定に必要）

P 1

2 3 4 5

IO

IO

IO

IO ：I/Oデバイス

(センサ/アクチュエータデバイスなど) R ：ルーティングデバイス


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

横河電機様 YFGW510

フィールド無線用アクセスポイント

Ethernet

Note PC

(Demo Application, Provisioning Device)

Ethernet

村田製作所


ISA100 Wireless

communication

ACTiSYS

IR Adapter

1

2

3

4 5

http://www.field-wireless.com/ja/products/410.html

http://www.field-wireless.com/ja/products/post_17.html


評価ボードの動作シーケンス

初期化

プロビジョニング

Join

定期送信に必要な設定

定期送信

Type1EUの制御に

必要な基本動作を

全てカバー。


Provisioning

Request

Response

・・・

赤外線通信

IO P

Con

trol S

yste

m

R

R

R

R

R

R

ISA100 Wireless


Gateway

Gateway

Backbone Router

Backbone Router

P ：プロビジョニングデバイス（ネットワーク設定に必要）

P

IO

IO

IO

IO ：I/Oデバイス(センサ/アクチュエータデバイスなど)



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。

設定項目設定例

データの宛先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

送信タイミング 10秒間隔

送信するデータ温度データ


Device Configuration ～設定方法～

Write Request

Write Response

・・・

・・・




Publish

Sensor Data etc

・・・

・・・

Interval





Conditions


(Type1EU)




Under NDA

評価ボード







Under NDA





Under SLA



User Application Process (UAP) 開発

Sensor or Actuator Board

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

(※)

UAPの構造例

赤外線通信

モジュール Type1EU

センサ

or 制御機器

：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。

：UAP Object


UAP開発に使用する仕様書

ブロック名開発に使用する仕様書

UAP制御ブロック IEC 62734 Type1EUシリアルインタフェース仕様書

赤外線通信制御ブロック ISA100 WCI実装仕様書

Type1EU制御ブロック Type1EUシリアルインタフェース仕様書

UAP Objects IEC 62734 ISA100 WCI実装仕様書

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

UAPの構造例


UAP Objects

Object名実装条件用途

UAP Management Object

(UAPMO)

規格上必須デバイス識別用オブジェクト

Analog Input

(AI)

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

Binary Input

(BI)

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

Analog Output

(AO)

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

Binary Output

(BO)

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

Upload Download Object

(UDO)

規格上任意

(実運用上必須)

UAPの更新などに使用する

Concentrator Object

(CO)

センサ機器必須センサ値の定期送信に必要。

Dispersion Object

(DIS)

制御機器必須制御量の定期受信に必要。


提供物


UART/SPI

UAP Sample

TI MSP430 Type1EU

ISA Stack


温度センサ

UAP

Sample

Source

Code (C言語)

Project

File

(※)

UAP Sample

ビルド

書き込み

提供物

(※) TI製

Code Composer Studio向け


UAP Sample Source Code

Features

• UAPMO, CO and AI are supported.

• Designed to work without OS.

• Free of charge and no warranty.

Implemented


Web Site

http://wireless.murata.com/eng/products/rf-modules-1/802-15-4/type-1eu.html













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RF 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。


Thank you!!!