無線通訊技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展

宋金科　韓立

摘要：當(dāng)前，應(yīng)用比較多的無線通訊技術(shù)主要包括無線短程網(wǎng)、無線局域網(wǎng)以及藍(lán)牙技術(shù)。它們在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用各有優(yōu)點，根據(jù)不同的工業(yè)需要，可采用不同的技術(shù)。文章將對這三種技術(shù)做了一個較為詳細(xì)的分析，同時針對無線技術(shù)未來的發(fā)展方向及需要改革的方面也提出了見解。

關(guān)鍵詞：無線通訊；數(shù)據(jù)傳輸；無線網(wǎng)絡(luò)；工業(yè)領(lǐng)域

中圖分類號：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）17-0004-02

無線網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)代很受重視發(fā)展的一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用無線電波來進(jìn)行傳輸，與計算機所處的地理位置無關(guān)。當(dāng)下比較流行的一個全新概念，網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器，就是在無線技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的，它方便了工業(yè)化數(shù)據(jù)的傳輸、發(fā)布以及共享。在工廠的環(huán)境下，無線通訊技術(shù)在各種智能和自動化設(shè)備通信中發(fā)揮著無可替代的作用。在某些特殊場合，它可以實現(xiàn)有線通訊所無法實現(xiàn)的通信功能，對工業(yè)通訊進(jìn)行了實質(zhì)性的完善。

1 無線短程網(wǎng)的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，無線通訊技術(shù)的使用可以實現(xiàn)對設(shè)備儀器的自動化控制，對于生產(chǎn)率的提高起到了很大的促進(jìn)作用。最近這些年，無線通訊技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬無線短程網(wǎng)，它的優(yōu)勢很多，而作用卻不盡相同。毫不夸張地說，它的使用可滿足一般工廠的工業(yè)生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)將它的優(yōu)點歸納如下：

（1）功率消耗較低。這也是無線短程網(wǎng)最大的一個優(yōu)勢，無線短程網(wǎng)應(yīng)用了休眠方式來接受數(shù)據(jù)信號，因此整體運行時間也就很短。這樣做的好處就是不但可以降低功耗，提高整個網(wǎng)絡(luò)的工作效率，而且提高了資源利用率。這也是無線短程網(wǎng)能夠得以推廣的重要原因之一。

（2）數(shù)據(jù)傳輸迅速。無線短程網(wǎng)可以通過為固定寬帶用戶提供專用間隙的方法，有效避免了數(shù)據(jù)傳輸時的擁擠，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

（3）設(shè)備數(shù)量很多。結(jié)構(gòu)方面，現(xiàn)有的無線短程網(wǎng)雖然只能連接一個主設(shè)備，但是它里面包含的設(shè)備數(shù)量卻可以高達(dá)六萬多個。網(wǎng)絡(luò)角度方面，里面可以包括一百多個網(wǎng)絡(luò)，這便使得網(wǎng)絡(luò)功能變得更加強大。

（4）兼容性。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的使用、CSMA-CA的信道存取，使得各網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)配合，發(fā)揮作用不再是夢想。

（5）時間延遲小。通過優(yōu)化時延敏感器的功能，可以將所有時延控制在十幾毫秒以內(nèi)。

2 無線局域網(wǎng)的應(yīng)用

在龐大的無線短程網(wǎng)面前，無線局域網(wǎng)之所以能夠得以應(yīng)用，自有它的優(yōu)勢，與無線短程網(wǎng)相比，它可以傳輸更遠(yuǎn)的距離，傳輸時間更短，傳輸效率更高，因此整個無線通訊網(wǎng)因為無線局域網(wǎng)的加入變得更加強大。在工業(yè)現(xiàn)場一些禁止使用電纜的特殊環(huán)境下，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮它的作用，在這種背景下，無線局域網(wǎng)便肩負(fù)起了它應(yīng)該肩負(fù)的使命。在工業(yè)領(lǐng)域，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，無線局域網(wǎng)成功地將感應(yīng)器、檢測器、計算機、讀卡器等設(shè)備連接成了一個控制網(wǎng)絡(luò)，加強了工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通訊的能力。

無線局域網(wǎng)相比有線局域網(wǎng)，更適合被用來組建工業(yè)化自動網(wǎng)絡(luò)。因為它有著有線局域網(wǎng)所不可及的優(yōu)勢。首先無線網(wǎng)的通信方式多樣，既適用于一對一通信，也可以實現(xiàn)一對多通信，既可以通過通信協(xié)議也可以通過網(wǎng)卡等加以實現(xiàn)，根據(jù)具體的環(huán)境及應(yīng)用，選擇不同的方式方法，這就使得所有的工業(yè)設(shè)備均可以接入到無線網(wǎng)絡(luò)，極大地提高了信息的處理能力。因此無線局域網(wǎng)更加適合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

無線局域網(wǎng)方便了施工，因為它不需要進(jìn)行布線，僅僅利用無線電波便可以完成通信，在工業(yè)環(huán)境中，且不說有些場合實在難以布線，即使是勉強布線成功，也很容易發(fā)生碰撞等事故，不利于無線網(wǎng)絡(luò)的安全運行。因此，從這個角度來看，無線局域網(wǎng)也大大提高了通信的安全性，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。

無線局域網(wǎng)的覆蓋范圍特別大，在不加入無線設(shè)備的情況下，它的覆蓋半徑便可以達(dá)到四五百米，加上了設(shè)備，就可以達(dá)到幾十公里，設(shè)想一下，這在工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用中應(yīng)該是綽綽有余的了。

3 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用

藍(lán)牙是近幾年發(fā)展非常迅猛的一種近距離通信技術(shù)，雖然它的傳輸距離并不長，但它卻可以在有限的距離內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確收發(fā)，而且它的應(yīng)用領(lǐng)域特別廣泛，近幾年在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也發(fā)揮了不可小覷的作用，在有限的范圍內(nèi)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享的功能。

未來藍(lán)牙的發(fā)展趨勢就是在安全運用的基礎(chǔ)上實現(xiàn)無線傳輸，并力所能及地去擴寬其應(yīng)用領(lǐng)域。說到安全運用，就是使用較小的資金投入（這也是藍(lán)牙的一個優(yōu)勢）來達(dá)到嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)信息的目的，以最少的資金投入來換取最大的收入回報。藍(lán)牙的最新運用就是采用無線傳輸?shù)姆绞?，它在無線通訊的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些調(diào)整之后便可以投入到汽車制造等工業(yè)中，將會帶來巨大的方便。至于擴寬領(lǐng)域，這也是迫在眉睫必須大力研究的地方，因為只有領(lǐng)域擴寬了，才能創(chuàng)造出更多的服務(wù)項目，才能更好地服務(wù)于工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)。另外藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展還會有助于無線通訊技術(shù)與有線通訊技術(shù)的結(jié)合，協(xié)同工作，這將大大有利于整個通訊事業(yè)的發(fā)展。

4 無線通訊技術(shù)的改革途徑

盡管無線通訊技術(shù)在當(dāng)下已經(jīng)成為一種潮流，發(fā)展也特別迅猛，但它依然還有許多需要改進(jìn)的地方，結(jié)合我多年工作的經(jīng)驗，歸納了一些比較有效的改革方法。鑒于目前應(yīng)用于無線通訊的寬帶還有很大的提升空間，因此第一個方法就是進(jìn)行寬帶創(chuàng)新，擴寬寬帶意義重大，將有利于數(shù)據(jù)信息的傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的效率，帶來極大的方便。第二種方法就是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，具體說來，就是將IP技術(shù)應(yīng)用到交換網(wǎng)絡(luò)之中，這樣才能掌握好最適合的網(wǎng)控對象。這樣做可以增強通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸功能。要想順利傳輸大容量的數(shù)據(jù)，便需要加強對傳感器的使用，當(dāng)前加強傳感器功能的較好的方法就是采用Bluetooth。

5 無線通訊技術(shù)的發(fā)展方向

為了實現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間的兼容、無線系統(tǒng)和工廠現(xiàn)有系統(tǒng)之間的共存，必須制定一個普遍適用的無線通訊協(xié)議，這也正是當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個重要方向。

無線網(wǎng)通信在以后的重點發(fā)展方向就是要提高無線傳輸?shù)陌踩?，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少無線傳輸?shù)墓β蕮p耗，加強對于整個無線通信網(wǎng)絡(luò)的管理以及增強與有線通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同合作。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，擴寬無線網(wǎng)的覆蓋范圍。

無線傳輸雖然發(fā)展迅速且潛力驚人，但當(dāng)前整體來看，依然處在發(fā)展早期階段，其應(yīng)用領(lǐng)域主要局限在汽車制造、食品加工等方面，因此擴寬無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域也很重要。

當(dāng)前所出現(xiàn)的無線類型很多，雖然無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，但我們首先應(yīng)該對無線傳輸技術(shù)進(jìn)行一個清晰的定位，在當(dāng)下，它只是在有線不可及的地方加以使用，所以無線網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)該以與有線通信相結(jié)合為目標(biāo)。

無線網(wǎng)的優(yōu)點是安全、可靠且適用于多種工業(yè)環(huán)境，因此最近幾年的發(fā)展特別迅猛，取代串口通信也只是時間問題。目前在工業(yè)環(huán)境下，主要被用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和視頻監(jiān)控等、方便了固定設(shè)備與移動設(shè)備之間的通信。當(dāng)前管理收集數(shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，也是通過傳感器與各種自動化設(shè)備互聯(lián)而成的，它受到了社會各界的關(guān)注，發(fā)展前景十分美好。

6 結(jié)語

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛的時代，無線通信的出現(xiàn)絕非偶然，隨著無線通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步成熟，它在某些特殊的工業(yè)環(huán)境下，確實已經(jīng)取代了有線通訊技術(shù)，新技術(shù)取代舊技術(shù)在表面上看起來理所應(yīng)當(dāng)，但是對于無線通訊技術(shù)而言，我們一定不能大意，我們需要做好各方面的準(zhǔn)備工作，讓這種技術(shù)的發(fā)展推廣能夠真正地服務(wù)于現(xiàn)代化的建設(shè)，因此上面所說的改革創(chuàng)新就是十分有必要的，要想服務(wù)社會，在有線通訊的基礎(chǔ)上占有一席之地，那么首先就得完善自身，為以后可能會到來的無線通訊時代打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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