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工业领域无线通讯技术的应用

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摘要:在工业生产中,应用多的无线通讯技术主要是无线短程网、无线局域网和蓝牙技术。这三种方式在工业领域中的各有优缺点,可根据工业环境的不同按需选择。无线通讯发展迅速,无线通讯技术和有线通讯技术各有所长。有的地方适宜选择有线通讯技术,有的地方适宜选择无线通讯技术,二者通讯均使用TCP/IP协议,将二者合理地结合起来,发挥各自特长,必将达到完美的效果,并能够提高工业生产效率。

关键词:无线通讯;数据传输;无线网络;工业领域

无线网络通讯技术,顾名思义它就是利用无线电波来实现数据传输的一种通讯系统,这种技术是当代数据通信系统不断迅速发展的重要方向。受工厂环境特殊的下影响,采用有线通讯技术难度较大,无线通讯技术则可以很好的被应用其中。无线通讯技术可以适应现场极恶劣的环境,可以保证在恶劣环境下通讯网络的安全性及可靠性。在工厂现场环境中,无线通讯技术正发挥着无法比拟的通讯作用。

1无线短程网

在当今工业生产技术中,如需对生产设备、检测仪器等自动化控制系统进行通讯,一般都会采用无线通讯技术进行通讯,这样可以大大提高工业生产效率,有效促进工业控制系统迈向自动化、智能化。近年来,无线通讯技术的应用越来越广泛,其中应用最多的是无线短程网,这种无线网的优点很多。可以这样说说它可以满足工业及生产工厂所需的各类通讯。无线短程网的优点如下所示:(1)无线短程网功率损耗低:这是无线短程网一个最大的优势,无线短程网一般都会应用工作周期较短、收发信息功耗较低且采用休眠模式,采用休眠方式更方便接受数据信号,因此该网络整体运行时间就比较短。使用这种方式的优点就在于不仅仅可以提高整个网络的工作效率,更可以使资源得到充分利用提高了资源利用率。(2)无线短程网的数据传输迅速可靠性高:无线短程网采用了碰撞避免机制,可以通过为固定宽带用户提供专用间隙的方法,有效避免了数据传输时的拥挤,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突,大大提高了数据传输效率。(3)无线短程网包含设备数量多:从结构方面来讲,现有的无线短程网虽然一般只连接一个主设备,但是它里面包含的设备数量却可以高达数万个。从网络角度方面来理解,它里面甚至可以包括几百个网络,这便使得无线网络的功能变得愈加强大。(4)无线短程网时间延迟小:通过优化时延敏感器的功能,可以使通信时延和休眠状态激活的时延都变得非常短,它可以将所有时都延控制在十几毫秒以内。

2无线局域网

受工厂环境特殊的下影响,采用有线局域网施工及维护难度较大,这种通讯方式就受到了局限,有的工厂环境中不能使用电缆、有的工厂环境只能使用某种特定电缆甚至有的工厂环境无法用电缆,有线通讯技术所发挥的作用无法再这种环境下实现,无线通讯技术的出现可以弥补有线局域网的缺陷。与无线短程网相比来说,无线局域网优势更加明显,传输同样距离无线局域网传输效率更高,传输时间更短,更适合应用与工业化自动网络系统。无线网络通信方式多样既适用于一对一通信,也可以实现一对多通信,该网络拓扑结构更适合工业网络应用。既可以根据具体的环境选择不同的方式方法也可以通过通信协议通过网卡等加以实现,这样就可以将所有的工业设备均接入无线网络种,极大程度地提高了网络信息处理能力。无线局域网施工也很方便,不需要在现场进行布线,只需要在通讯机房或者操作室完成无线局域网络的布置,施工过程简单方便,这种通讯技术都是用无线电波来完成数据信号的传输,在难以对现场布线的环境中非常的适用,对数据传输网络进行搭建就能进行数据的传输。另外,在很多工业现场,即使可以进行线缆的铺设,铺设完成后维护难度也很大,线缆会被频繁的触碰从而导致线缆的损坏,从这个方面来讲,无线局域网络能够保障网络稳定性、安全性,大大提高工业生产效率。无线网覆盖面广,在室内环境中覆盖直径一般为六百米左右,在开放空间它的覆盖直径可达一千米以上,通过室外无线设备进行传输,传输距离甚至可达几十公里。

3蓝牙技术

蓝牙技术是近期发展迅猛、应用广泛的近距离通信技术,东芝等五家公司最初在一九九八年提出了蓝牙技术,蓝牙无线通信技术标准也由东芝等五家公司提出,自蓝牙技术出现以来,该技术迅速占领了近距离无线数字通讯市场,并迅速得到了发展,虽然这种技术传输距离很短,却可以在规定的有效的距离内数据收发很准确,因此蓝牙技术应用领域很广泛,尤其在工业领域中,蓝牙所发挥的作用不可估量。该技术是可以取代数据电缆短距离进行无线通讯的一种技术,物体与物体间的通信可以用这种技术来实现,它的工作频段是面向全球开放的———2.4GHz频段,任何单位或个人都可以使用这个频段,以便完成数据和语音传输等操作。

4无线通讯技术在工业自动化领域中的应用与发展

近几年以来,在自动化领域互联网、以太网等网络的架构已得到广泛应用,无线通信技术可以取代传统的串口进行通信,这种通讯方式迅速超越其他通信方式,逐渐占领市场成为自动化系统通信的主流方式。即使在复杂工业环境中这种通讯方式也能被很好的应用,并且可以保证在恶劣环境下通讯网络的安全性及可靠性。无线通讯重点发展方向就在于提高无线传输过程中数据的安全性,同时要降低无线传输过程中功率的损耗,保证数据在传输过程中的可靠性,加强对于整个无线通信网络的管理以及增强与有线通信网络的协同合作。为实现无线网络通信系统与工厂现有通讯系统的集成,实现不同厂家、不同设备之间通讯的兼容,制定一个适用所有的无线通讯协议势在必行,这也是当前无线网络的重要发展趋势,在此基础上我们还需要进一步提高数据的传输速率,扩宽无线网所覆盖的范围。近期此项技术最近发展迅速,取代其他通信技术成为主流通讯只是时间与技术成熟的问题,发展空间十分广阔。

5结语

在科学技术发展迅速,产品及技术更新换代频繁的当今社会,无线通信技术并非偶然出现而是顺应时代发展变化需要所产生的,随着这项技术不断进步完善与成熟,这种技术在特定的工业环境下,的确已替代了有线技术,新通讯技术代替传统通信技术好像理所当然,但对于我们自身来说,要做好各方面的准备,不断接收新知识充实自己,让这种技术的发展推广能够真正地服务于现代化的建设。

作者:王朝军 单位:河钢宣钢设备能源部

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