作者 張亞鋒 深圳市興威帆電子技術(shù)有限公司(廣東 深圳 518041) 　　本文引用地址： 　　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)行測量操作，并將測量數(shù)據(jù)實(shí)時返回端或PC端。該設(shè)計(jì)使得工業(yè)測量更加智能和便捷。 　　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。而頻率測量是電子工業(yè)中極其重要的一步，普通的頻率計(jì)測量和記錄數(shù)據(jù)操作很繁瑣，使用了WIFI模塊SD2431ALPI的頻率計(jì)可以在PC端或移動端通過軟件遠(yuǎn)程控制頻率計(jì)進(jìn)行測量，實(shí)時記錄測量數(shù)據(jù)，繪制時間頻率變化曲線，更好地對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評估。 　　1 WIFI模塊SD2431ALPI 　　1.1 模塊簡介 　　SD2431ALPI是一種具有內(nèi)置WIFI網(wǎng)絡(luò)校時電路、晶振、I2C串行接口的高精度實(shí)時時鐘模塊，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)部時鐘運(yùn)行時間超過半年，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時鐘功能 　　MCU通過I2C接口讀取SD2431ALPI內(nèi)部實(shí)時時鐘數(shù)據(jù)。SD2431ALPI在無網(wǎng)絡(luò)校時的情況下，時鐘精度為±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)校時功能，保證時鐘誤差為100ms，能滿足一些對時鐘精度要求較高且不希望人工校時的場合;建議每天對SD2431ALPI進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)校時。 　　SD2431ALPI通過連接香港天文臺服務(wù)器Daytime端口獲得標(biāo)準(zhǔn)UTC時間。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13偵聽，一旦有連接建立就返回ASCII形式的日期和時間數(shù)據(jù)，在傳送完之后關(guān)閉連接。SD2431ALPI收到時間數(shù)據(jù)之后檢測字符串是否有“UTC”以判斷時間格式是否準(zhǔn)確。然后將時間信息轉(zhuǎn)換成RTC芯片識別的格式對SD2431ALPI內(nèi)部時間進(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。只有網(wǎng)絡(luò)傳輸配置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號引起來，而端口號不需要使用引號。傳輸方式、IP地址、端口號需要使用逗號隔開。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。

　　電工儀器儀表行業(yè)是一個充分競爭的行業(yè)，市場化程度較高，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)裝置等十多個細(xì)分行業(yè)。這些細(xì)分行業(yè)在技術(shù)、工藝、市場等方面存在一定差異，也有很多相似之處。因此，各企業(yè)既在自己擅長的細(xì)分行業(yè)內(nèi)展開充分的競爭，又會憑借已有技術(shù)和市場基礎(chǔ)不斷嘗試進(jìn)入電工儀器儀表其他細(xì)分行業(yè)進(jìn)行競爭。 　　前瞻數(shù)據(jù)庫顯示，2017年12月中國電工儀器儀表產(chǎn)量為2295.8萬臺，同比增長19%；2017年1-12月止累計(jì)中國電工儀器儀表產(chǎn)量為22378.4萬臺，同比下降5.6%。 　　電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置的國產(chǎn)化率很高，但萬分之一級、十萬分之五級的超高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表和省級以上的關(guān)口電表等少數(shù)關(guān)鍵設(shè)備仍然依賴進(jìn)口。國際知名高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表生產(chǎn)廠商有德國EMH公司、ZERA公司和美國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)表市場居于領(lǐng)先地位。但總體來看，在我國電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置市場，國產(chǎn)裝置占據(jù) 市場優(yōu)勢。 　　隨著省級計(jì)量中心建設(shè)的逐步推進(jìn)以及電能表檢定向自動化檢定為主轉(zhuǎn)變，我國電能表標(biāo)準(zhǔn)與校驗(yàn)裝置市場集中度大幅提高。根據(jù)電工儀器儀表行業(yè)分會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2008-2015年國內(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%。