無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)在工業(yè)測(cè)控上的應(yīng)用

丁鑫 南京理工大學(xué)紫金學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院

工業(yè)的生產(chǎn)水平，反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家最重要的基礎(chǔ)實(shí)力，而近些年，我國(guó)與工業(yè)相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域都在迅猛提高，相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用也是愈發(fā)廣泛與深入，在為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了巨大源動(dòng)力的同時(shí)，也為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化當(dāng)前工業(yè)發(fā)展步伐起到了極為重要的作用。幾十年前，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展總體表現(xiàn)出粗獷式的爆發(fā)式增長(zhǎng)，忽視了環(huán)境保護(hù)與生態(tài)保障等問(wèn)題，而伴隨各類環(huán)境問(wèn)題的不斷爆發(fā)，生態(tài)意識(shí)與環(huán)境意識(shí)得到了高度的重視，實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展與自然環(huán)境保護(hù)的有機(jī)結(jié)合，就成為工業(yè)相關(guān)技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)方向。

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的核心特性

伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)展現(xiàn)出了非常強(qiáng)大的技術(shù)能力與現(xiàn)實(shí)作用，其對(duì)于工業(yè)發(fā)展的影響是無(wú)可比擬的，而在這項(xiàng)技術(shù)的推動(dòng)過(guò)程中，國(guó)外的相關(guān)技術(shù)雜志，也針對(duì)其存在的具體作用進(jìn)行了較為深入的分析，從而讓越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到這一技術(shù)對(duì)于整個(gè)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，同時(shí)，也對(duì)我國(guó)的產(chǎn)業(yè)變革有著更為生源的影響。既然無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)有著如此高的行業(yè)評(píng)價(jià)，那么就需要對(duì)其核心功能進(jìn)行一定分析與探討。

1.1 、能耗低

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，能耗問(wèn)題一直都是其發(fā)展的核心重點(diǎn)，如何在提高生產(chǎn)水平與質(zhì)量的前提下產(chǎn)生更低的能耗，這一問(wèn)題的解決方式，就需要更多的技術(shù)來(lái)支持，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的最基本特點(diǎn)就是能耗低，其在運(yùn)行過(guò)程所需要消耗的電力資源非常少，甚至可以使用鋰電池來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的運(yùn)行。如果這項(xiàng)技術(shù)的能耗過(guò)高，那么其供電方式將會(huì)成為首要難題，并且，高能耗的過(guò)程將會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線控制帶來(lái)無(wú)法逾越的門檻，相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)件之間的連通甚至需要使用特定的電路系統(tǒng)來(lái)支撐。所以，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的應(yīng)用中，低能耗起到了極為重要的促進(jìn)作用，是整個(gè)工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域與這一項(xiàng)技術(shù)能夠融合的根本。

1.2 、自動(dòng)化

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)中，探究其具體的功能，在對(duì)應(yīng)的分布式算法支撐下，其可實(shí)現(xiàn)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接完成自動(dòng)化編織與組裝。在這一項(xiàng)通信技術(shù)當(dāng)眾，其內(nèi)部擁有著大量的網(wǎng)絡(luò)連通節(jié)點(diǎn)，相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與傳遞，需要這些節(jié)點(diǎn)完成對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)與合作，如果某些節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)，其內(nèi)部的運(yùn)行也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)整，無(wú)需人為接入，這個(gè)系統(tǒng)在故障發(fā)生的情況下，也不需要植入其他的操作系統(tǒng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行維持。這種自動(dòng)化的工作運(yùn)行方式，不僅僅節(jié)約了整個(gè)系統(tǒng)的工作成本，同時(shí)，也避免了系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中可能存在的空間與時(shí)間方面存在的制約問(wèn)題。極為便利的自動(dòng)化組織結(jié)構(gòu)連接，故障發(fā)生時(shí)的通信自動(dòng)恢復(fù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)規(guī)劃，這些特性讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)有了更為強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿εc運(yùn)用空間。

1.3 、異構(gòu)互連

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)還有一個(gè)更為突出的特點(diǎn)，那就是異構(gòu)互連。異構(gòu)互連是指，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)可以將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不用構(gòu)造、不同目的的節(jié)點(diǎn)設(shè)備在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)交互互連，同時(shí)，也可以將其他的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器、傳感器等進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)。進(jìn)行異構(gòu)互連的核心的技術(shù)在于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)框架，這一框架可以將對(duì)應(yīng)傳感器的相關(guān)功能進(jìn)行匹配融合，同時(shí)，在規(guī)范化的通信協(xié)議支撐下，相關(guān)數(shù)據(jù)的傳導(dǎo)也將變得更為便利。網(wǎng)絡(luò)層面的異構(gòu)互連，其重點(diǎn)在于，需要將應(yīng)用不同協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)控的有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合，解決這一問(wèn)題的核心關(guān)鍵在于網(wǎng)關(guān)，一個(gè)合理的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)，可以讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高領(lǐng)域與層次的自動(dòng)化擴(kuò)充。

2 工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域需要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)支持與融合的原因

近二十年，隨著全球化趨勢(shì)愈發(fā)明顯，原本的地區(qū)與地區(qū)之間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸演變?yōu)閲?guó)與國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)。經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，物資交易過(guò)程的愈發(fā)廣泛，讓國(guó)家之間的關(guān)聯(lián)在競(jìng)爭(zhēng)的前提下，也變得密不可分。如何在這一時(shí)代背景下，提高自身工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，如何讓企業(yè)自身?yè)碛懈鼮閺?qiáng)悍的競(jìng)爭(zhēng)能力，成為每一個(gè)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)人員的思考問(wèn)題。相關(guān)技術(shù)需要革新，生產(chǎn)質(zhì)量需要提升，產(chǎn)品的品質(zhì)需要達(dá)到甚至超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過(guò)程所需要的能耗需要降低，相關(guān)生產(chǎn)過(guò)程所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)需要更少，這些都是每一個(gè)工業(yè)相關(guān)企業(yè)與國(guó)家需要重點(diǎn)關(guān)注的目標(biāo)，而這些目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，更是相關(guān)工藝提升的關(guān)鍵，也是未來(lái)工業(yè)發(fā)展與改革的指導(dǎo)方針。

伴隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛，相關(guān)工業(yè)的分布更顯隨機(jī)性，而對(duì)這些企業(yè)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)控制就成為國(guó)家對(duì)工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的關(guān)鍵。同時(shí)，隨著國(guó)民和諧發(fā)展意識(shí)的提升，人民開(kāi)始追求更高標(biāo)準(zhǔn)的生活說(shuō)平，對(duì)原本那些污染重能耗高的企業(yè)產(chǎn)生了本能的排斥，而這些來(lái)自公眾的壓力，更是要求控制的時(shí)效性與高效性。傳統(tǒng)的工業(yè)測(cè)控過(guò)程，需要安裝復(fù)雜的電線網(wǎng)絡(luò)，其安裝過(guò)程繁瑣，同時(shí)維護(hù)成本高昂，大量消耗管理工作中有限的人力與物力成本?；谝陨系雀鞣矫嬉蛩?，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)開(kāi)始在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域迅猛發(fā)展，并得到了高度認(rèn)可。

3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)在工業(yè)測(cè)控上的應(yīng)用方式

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程需要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)量非常大，而生產(chǎn)過(guò)程所能配備的技術(shù)人員是有限制的，提升數(shù)據(jù)獲取速度，降低工作難度，也就是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中應(yīng)用的重點(diǎn)。工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)獲取，需要從不同的環(huán)節(jié)與節(jié)點(diǎn)對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行提取，同時(shí)還要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與計(jì)算，而這一過(guò)程，就需要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化處理。部署無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要注重這一項(xiàng)技術(shù)的低能耗與通信方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，也要注重整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的可靠性，以及系統(tǒng)的安全性。在部署前，需要制定合理的開(kāi)放式框架，同時(shí)，制定合理的系統(tǒng)能耗控制方案，設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)休眠方案與供電方式，讓對(duì)應(yīng)的傳感器在不需要工作時(shí)處于能耗為零的狀態(tài)，而供電方式可以有效借助風(fēng)能、太陽(yáng)能等各類清潔能源。部署時(shí)，同步注重解決不同節(jié)點(diǎn)之間通信的網(wǎng)關(guān)問(wèn)題，讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)擁有更為高效的自動(dòng)化部署空間。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道通信技術(shù)對(duì)我國(guó)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的測(cè)控與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有著十分重要的意義，相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，必將讓工業(yè)與環(huán)境之間擁有更為和諧的發(fā)展關(guān)系，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化可持續(xù)發(fā)展的最終目標(biāo)。