無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展過程和技術(shù)特點及應(yīng)用實例說明

　　由于某些工業(yè)控制領(lǐng)域的技術(shù)難度較大， 諸如控制區(qū)域測點分散、轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)場合較難測量， 有毒有害危險場合檢測維護非常困難， 復(fù)雜環(huán)境下敷設(shè)電纜成本高昂和長距離傳輸信號衰減嚴(yán)重等， 使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景。對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展過程、技術(shù)特點、常用技術(shù)、應(yīng)用實例和選擇使用中應(yīng)注意的問題進行了闡述。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低成本、易使用和泛在感知等特性， 使傳統(tǒng)實踐中因成本等因素未能實現(xiàn)在線檢測的某些重要工業(yè)過程參數(shù)的測量成為可能，借此實施優(yōu)化控制， 提高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低能效， 減少維護運行成本。此外， 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)易于拓展升級， 能夠有效減少二次投資， 提高經(jīng)濟效益。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。

　　工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中常用的無線通信技術(shù)

　　目前工控界應(yīng)用在現(xiàn)場設(shè)備層的無線短程網(wǎng)多是基于IEEE 802. 15. 4 協(xié)議。它是一種經(jīng)濟、高效、低傳輸速率（ 低于250 Kbit/ s） 、工作在2. 4 GHz 的無線技術(shù)（ 歐洲868 MHz、美國915 MHz） ， 支持傳感器、遠(yuǎn)端控制和家用自動化等， 不適合傳輸語音， 通常連接距離小于100 m。

　　IEEE 802. 15. 4 協(xié)議僅僅規(guī)定了物理層（ PHY） 和媒體存取控制層（ MAC） 協(xié)議， 其PHY 層采用直接序列擴頻（ DSSS） 技術(shù)， 以化整為零的方式， 將一個信號分為多個信號， 再經(jīng)由編碼方式傳送信號， 避免干擾。在MAC 層， 主要是沿用無線局域網(wǎng)（ WLAN） 中IEEE 802. 11 系列標(biāo)準(zhǔn)的CSMA/ CA方式， 以提高系統(tǒng)的兼容性。

　　現(xiàn)今工業(yè)控制領(lǐng)域使用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點， 有一半是基于IEEE 802. 15. 4， 主要有：ZigBee， WirelessHART 和ISA100 系列標(biāo)準(zhǔn)， 以及中國自主制定的WIA 標(biāo)準(zhǔn)。

　　ZigBee 技術(shù)具有低復(fù)雜度、低功耗、低傳輸速率、低成本、高容量（ 理論上最多可達(dá)6. 5 104 個節(jié)點） 、高安全等功能， 主要用于近距離的無線連接。其網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 自動路由及動態(tài)組網(wǎng)的方式， 既可以進行點對點通信， 同時還可以組建局域網(wǎng)。ZigBee 技術(shù)較多地應(yīng)用到了監(jiān)控與數(shù)采系統(tǒng)SCADA （ Supervisory Cont rol And DataAcquisit ion） 。