無(wú)線局域網(wǎng)在工程機(jī)械遠(yuǎn)程控制中的應(yīng)用

摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在局部范圍內(nèi)的應(yīng)用，解決了工程機(jī)械在惡劣環(huán)境下的控制難題。本篇文章通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)的簡(jiǎn)析，重點(diǎn)闡述了無(wú)線局域網(wǎng)在工程機(jī)械控制上的應(yīng)用狀況。

關(guān)鍵詞：無(wú)線局域網(wǎng)；工程機(jī)械；應(yīng)用研究

隨著業(yè)務(wù)量的加大，企業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)備的效率提出了很高的要求。但是在港口、高空等惡劣環(huán)境下，如果片面的追求機(jī)械的工作效率，就會(huì)影響到員工的生命安全。無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)運(yùn)而生，很好的解決了這一難點(diǎn)，將惡劣環(huán)境與工作環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，不僅方便了員工對(duì)機(jī)械的操作，也大大降低了工作風(fēng)險(xiǎn)。

1.無(wú)線局域網(wǎng)的介紹

中國(guó)市場(chǎng)上的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)種類比較多，由于性能的不同，其應(yīng)用的群體有一定的差異性。常見(jiàn)的無(wú)線局域網(wǎng)種類主要有WLAN、LMDS、MMDS等。無(wú)線局域網(wǎng)是通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行傳播的，傳播的范圍比較受限。因此，無(wú)線局域網(wǎng)目前只是應(yīng)用在少數(shù)的領(lǐng)域之中，想要得到進(jìn)一步的發(fā)展只能靠技術(shù)的進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)。

LMDS技術(shù)是一種綜合性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它是通過(guò)多點(diǎn)分布的方式開(kāi)展工作的，工作頻率較高，由于能夠接入寬帶，所以在使用過(guò)程中能夠?qū)⒁纛l、視頻、圖像等因素納入到控制系統(tǒng)之中[1]。這種技術(shù)受外在環(huán)境的影響較大，例如在雨水天氣下，信息傳輸?shù)姆秶蜁?huì)降低。

WLAN技術(shù)在無(wú)線技術(shù)方面的發(fā)展相對(duì)比較成熟了，其技術(shù)系統(tǒng)不僅在機(jī)械控制上有著廣泛的應(yīng)用，在手機(jī)通信的普及上也很強(qiáng)勢(shì)。但是由于其射頻技術(shù)存在著一定的缺陷，限制了它的使用范圍。

2.無(wú)線局域網(wǎng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用，使局部范圍內(nèi)的機(jī)械遠(yuǎn)程控制變得可能。員工不再需要置身于危險(xiǎn)惡劣的操作環(huán)境之中，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的有效操作。但是，由于無(wú)線局域網(wǎng)在機(jī)械控制領(lǐng)域的發(fā)展還不是很純熟，控制仍然存在很多的難點(diǎn)問(wèn)題，特別是無(wú)線電波無(wú)法涉及的區(qū)域，都會(huì)使無(wú)線控制受到影響。

3.無(wú)線局域網(wǎng)在港口機(jī)械控制中的應(yīng)用

受港口環(huán)境的制約，工程機(jī)械經(jīng)常需要暴露在露天的環(huán)境下進(jìn)行輸送作業(yè)。特別是受海洋的影響，天氣變化比較頻繁，大風(fēng)、暴雨、雷電以及腐蝕等因素都為機(jī)械的正常使用帶來(lái)的很大的困難。絕緣體的腐蝕脫落、電磁設(shè)備的干擾讓設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性大打折扣，經(jīng)常性的維護(hù)工作，降低了工作效率的同時(shí)，也減少了設(shè)備的使用年限。無(wú)線局域網(wǎng)的使用，簡(jiǎn)化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)零件，設(shè)備的運(yùn)行不再受電纜磨損、電磁等因素的影響，只需要通過(guò)遠(yuǎn)程的遙控按鍵，就可以將設(shè)備置于人工控制下，與傳統(tǒng)的操作技術(shù)相比，高下立見(jiàn)。

不過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)在港口機(jī)械的監(jiān)控中也存在著一定的局限性。想要將無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用到設(shè)備控制中，就需要建立相應(yīng)的信號(hào)發(fā)射體，也就是港口的基站點(diǎn)?；军c(diǎn)的設(shè)置對(duì)地點(diǎn)有著較高的要求，首先需要確定基站大體位置，然后對(duì)該位置的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察，勘察的主要內(nèi)容有地形是否開(kāi)闊、電磁發(fā)射是否受其他因素的影響、天線該如何安裝、天氣等自然環(huán)境能否符合要求、電源供應(yīng)是否方便等，如果基站點(diǎn)的選擇不能達(dá)到信號(hào)傳輸?shù)囊?，無(wú)線控制就會(huì)存在盲點(diǎn)，特別是對(duì)于大型港口來(lái)說(shuō)，影響的范圍和程度將被放大?；军c(diǎn)選擇完成之后就需要為設(shè)備的監(jiān)控設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的頻道，頻道的設(shè)置與無(wú)線電臺(tái)有些相似，每個(gè)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)自己的信號(hào)，信號(hào)不能被其他因素影響。由于無(wú)線局域網(wǎng)是以網(wǎng)絡(luò)為基準(zhǔn)的[2]。因此，工作人員需要定期對(duì)局域網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)，繁雜的使用程序也為企業(yè)帶來(lái)了額外的成本。

通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)與局域網(wǎng)的結(jié)合，很好的解決了上述的難題。無(wú)線局域網(wǎng)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制不再需要設(shè)立基站，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)線控制。獨(dú)立頻道的舍棄，使信號(hào)傳送不再受其他信號(hào)的影響，提高了設(shè)備控制的穩(wěn)定性。隨著無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，傳送數(shù)據(jù)的容量相較于之前會(huì)得到更大程度上的提高，在一些無(wú)線信號(hào)覆蓋較弱甚至是沒(méi)有無(wú)線線號(hào)的區(qū)域，通過(guò)安裝無(wú)線設(shè)備，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的有效傳輸，機(jī)械控制不再有盲區(qū)。

4.無(wú)線局域網(wǎng)在軍用工程中的應(yīng)用

伴隨著軍事行動(dòng)理念的轉(zhuǎn)變，技術(shù)化、高效化的作戰(zhàn)思想開(kāi)始深入到軍工工程之中。無(wú)線局域網(wǎng)憑借著靈活方便、可移動(dòng)性強(qiáng)、傳送量大的優(yōu)勢(shì)，迅速打入到軍工機(jī)械的控制系統(tǒng)之內(nèi)，特別是應(yīng)對(duì)軍工工程中的野戰(zhàn)演習(xí)作用十分明顯。通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)在雷達(dá)、無(wú)人機(jī)、制導(dǎo)、反導(dǎo)等設(shè)備上的應(yīng)用來(lái)看，無(wú)線局域網(wǎng)已經(jīng)深入到了軍工機(jī)械中的控制系統(tǒng)中，并且隨著時(shí)間和技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)將成為軍工機(jī)械控制的主流。

無(wú)線局域網(wǎng)之所以能夠適用于軍工機(jī)械主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，基礎(chǔ)設(shè)備架設(shè)流程簡(jiǎn)單，架設(shè)速度較快。在未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)上，時(shí)間就是生命，一分一秒的偏差都會(huì)決定一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的成敗。能否迅速的做到機(jī)械安裝，能否第一時(shí)間內(nèi)將指揮作戰(zhàn)的信息傳到各個(gè)部隊(duì)都是至關(guān)重要的。第二，無(wú)線局域網(wǎng)對(duì)環(huán)境有著良好的適應(yīng)能力。無(wú)論是地形、天氣還是叢林等惡劣的作戰(zhàn)環(huán)境，只要保證無(wú)線設(shè)備的正常，就可以隨時(shí)將整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)納入到作戰(zhàn)系統(tǒng)的控制之下。第三，抗干擾程度較高。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)將會(huì)圍繞著信息展開(kāi)，切斷對(duì)方的信息傳輸渠道，保證己方的電磁環(huán)境不受干擾，直接影響到作戰(zhàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性程度。最后，無(wú)線局域網(wǎng)有著很好的信息保護(hù)能力，數(shù)據(jù)和信息的保密程度是指揮系統(tǒng)的關(guān)鍵。

無(wú)線局域網(wǎng)在軍工機(jī)械控制中也有著缺陷，如果不能對(duì)缺陷做有效的控制，就很容易被利用。針對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的攻擊手段主要有三種，用戶接入攻擊、接入點(diǎn)攻擊以及數(shù)據(jù)攻擊，敵軍在開(kāi)展攻擊之前，首先需要對(duì)信息環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)我軍的無(wú)線作戰(zhàn)信號(hào)后，就會(huì)對(duì)薄弱的信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行攻擊，使我軍的機(jī)械控制陷入癱瘓。軍工網(wǎng)絡(luò)相較于民用網(wǎng)絡(luò)性能較好，很多軍人通過(guò)無(wú)線網(wǎng)的切入，對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行訪問(wèn)，造成軍用網(wǎng)絡(luò)的無(wú)序性，為無(wú)線局域網(wǎng)的正常運(yùn)行留下了很大的隱患。敵軍對(duì)數(shù)據(jù)的攻擊通常是通過(guò)竊聽(tīng)的方式實(shí)現(xiàn)的，少數(shù)情況下，可以直接破解防護(hù)裝置的程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行盜竊。想要彌補(bǔ)無(wú)線局域網(wǎng)在軍工機(jī)械控制上的缺陷，就需要規(guī)范軍用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用秩序，對(duì)訪問(wèn)者的身份進(jìn)行認(rèn)證，不斷的完善外在的防護(hù)裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的保護(hù)。

5.無(wú)線局域網(wǎng)在塔吊控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

無(wú)線局域網(wǎng)在塔吊控制中的應(yīng)用主要是通過(guò)微功率通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，工作的原理主要是單片的射頻和芯片的收發(fā)。我國(guó)在塔吊的無(wú)線電控制技術(shù)研究上較之于西方國(guó)家還是有很大的差距，傳統(tǒng)的室內(nèi)控制系統(tǒng)，很難做到對(duì)機(jī)械的精準(zhǔn)控制。目前，建筑上采用無(wú)線控制系統(tǒng)主要是基于MSP430的控制器以及nRF905收發(fā)裝置進(jìn)行研發(fā)的，雖然這種技術(shù)相對(duì)于國(guó)外的先進(jìn)科技有著不小的差距，但是依靠著強(qiáng)有力的抗干擾能力，坐穩(wěn)著我國(guó)塔吊無(wú)線系統(tǒng)的控制領(lǐng)域[3]。

無(wú)線局域網(wǎng)對(duì)塔吊的控制有兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)，一個(gè)是信號(hào)的發(fā)射點(diǎn)，另一個(gè)是信號(hào)的接收點(diǎn)。發(fā)射器采用的是nRF905設(shè)備，工作電壓較小，大約在2V-4V左右，包含三個(gè)信號(hào)輸送的頻道，信號(hào)傳送的頻率不同可以滿足不同環(huán)境下設(shè)備對(duì)信號(hào)的要求。該設(shè)備能夠?qū)C(jī)械周圍的信號(hào)頻率進(jìn)行合成，對(duì)接收來(lái)的信號(hào)的調(diào)整，增加設(shè)備的運(yùn)行功率，與傳統(tǒng)的發(fā)射系統(tǒng)相比，不再需要冗雜的配套設(shè)備，安裝起來(lái)更加方便快捷，再加上工作時(shí)受電力條件的影響較小，在保證了遙控系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的功效。

由于電磁信號(hào)的影響，遙控系統(tǒng)在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不動(dòng)作或者誤動(dòng)作的情況，不僅影響了工作的正常展開(kāi)，還會(huì)為員工的正常工作埋下很大的安全隱患。為了解決這一問(wèn)題，新型的遙控系統(tǒng)采用了編碼的技術(shù)，繼電器的每一個(gè)動(dòng)作都會(huì)被編寫一個(gè)數(shù)字編碼，很好的將不同的工作隔離開(kāi)來(lái)，減少了局部錯(cuò)誤對(duì)整體的影響，從而保證了塔吊運(yùn)行的安全性。

結(jié)束語(yǔ)：

無(wú)線局域網(wǎng)遠(yuǎn)程機(jī)械控制技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，筆者只是對(duì)目前應(yīng)用比較典型的三個(gè)地方進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。不難看出，遠(yuǎn)程遙控技術(shù)適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將成為未來(lái)機(jī)械控制的主流，做好局域網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的研究，對(duì)未來(lái)機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞召峰.無(wú)線局域網(wǎng)在工程機(jī)械遠(yuǎn)程控制中的應(yīng)用研究[J].同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程.2012（03）

[2]吳勇.淺談無(wú)線局域網(wǎng)在工程機(jī)械上的應(yīng)用[J].河南日?qǐng)?bào)報(bào)業(yè)集團(tuán).2013（08）

[3]鄭夕健.無(wú)線通信技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué).2011（12）

作者簡(jiǎn)介：

彭君祿（1971.12-）女，漢族，講師，大學(xué)本科學(xué)歷，湖北工業(yè)大學(xué)，研究方向：控制工程