張慧明

摘 要 現(xiàn)階段，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域所采用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以分為三種類(lèi)型：首先是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接，選用ieee802.15.4協(xié)議，通常稱(chēng)之為zigbee。其次是專(zhuān)門(mén)針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)技術(shù)，選用ieee802.15.3協(xié)議。最后對(duì)于遠(yuǎn)程和大范圍的無(wú)線(xiàn)技術(shù)多選用ieee802.11之類(lèi)的協(xié)議。這三種無(wú)線(xiàn)技術(shù)中相比之下后兩種的使用頻率最為廣泛。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化 無(wú)線(xiàn)技術(shù) 要點(diǎn)

近年來(lái)我國(guó)信息技術(shù)、通信技術(shù)高速發(fā)展，對(duì)推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)作為信息時(shí)代背景下重要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，憑借其無(wú)線(xiàn)電波傳輸優(yōu)勢(shì)，在各種復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸作用，促進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備有效運(yùn)行。無(wú)線(xiàn)技術(shù)發(fā)展過(guò)程逐漸形成了網(wǎng)絡(luò)智能傳感器，為工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)布與信息資源共享帶來(lái)了極大便利。工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與各種智能設(shè)備、自動(dòng)設(shè)備的配合應(yīng)用發(fā)揮了不可替代的作用，對(duì)促進(jìn)工業(yè)通訊改革與創(chuàng)新也有著重要意義。

1 工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的無(wú)線(xiàn)技術(shù)

1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于工業(yè)數(shù)控來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)的引進(jìn)是必要前提，通過(guò)zigbeer的傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，其優(yōu)點(diǎn)很多，具體表現(xiàn)為：

（1）傳感器網(wǎng)絡(luò)提高了工作的工作有效率，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成信息的傳輸；

（2）通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)對(duì)數(shù)的傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、可靠。不會(huì)造成發(fā)送失敗或競(jìng)爭(zhēng)延時(shí)；

（3）zigbee網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量足以維系工業(yè)生產(chǎn)某一區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備；

（4）延遲很小。對(duì)不可延遲的應(yīng)用程序進(jìn)行改進(jìn)，并且無(wú)線(xiàn)技術(shù)延遲和睡眠時(shí)起動(dòng)的延遲非常短。其區(qū)間是15ms-30ms；

（5）zigbee本身所具有的加密算法和完整數(shù)據(jù)的審核能力，為數(shù)據(jù)安全提供的保證。

1.2 無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)之寬帶 WIMAX 技術(shù)

隨著寬帶的不斷的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)技術(shù)運(yùn)用也不斷成熟?，F(xiàn)在更是已經(jīng)到了無(wú)線(xiàn)寬帶直接接入的新技術(shù)科技成果領(lǐng)域。WIMAX 技術(shù)的發(fā)展也不斷成熟，并有了自己的規(guī)模。通常使用的 WIMAX 技術(shù)以ieee802.16 為主要運(yùn)用項(xiàng)目。因而很多人認(rèn)為 WIMAX 技術(shù)會(huì)取代 4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入大眾日常生活。其覆蓋性好，能連接方圓 300 英尺以?xún)?nèi)的所有信號(hào)的同時(shí)其網(wǎng)絡(luò)速度也可保持在 55 兆/秒。依據(jù)目前發(fā)展情況而言，這種說(shuō)法的實(shí)現(xiàn)可能性較低，不利于商業(yè)盈利性。甚至到大眾普及程度還相距甚遠(yuǎn)。但是 WIMAX 技術(shù)不可否認(rèn)的具有非常大的發(fā)展空間和商業(yè)發(fā)展?jié)撃堋?/p>

1.3 無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)在數(shù)字化中的具體運(yùn)用

移動(dòng)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，使得人們的需求不再僅僅只是電腦，更包括除電腦外的各種形形色色數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求也在不斷增加。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相機(jī)、小型無(wú)人機(jī)等設(shè)備都匹配了藍(lán)牙系統(tǒng)。藍(lán)牙系統(tǒng)的匹配大大增加了各類(lèi)新型數(shù)據(jù)工具的操作能力，其可操作性大大提升。與此同時(shí)藍(lán)牙系統(tǒng)的匹配還避免了內(nèi)存損壞的情況發(fā)生。通過(guò)藍(lán)牙系統(tǒng)可自行實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸和接收，便捷操作性增強(qiáng)。此外，小范圍內(nèi)的電話(huà)接通和音樂(lè)播放也可以實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙系統(tǒng)與手機(jī)的結(jié)合還加大了例如電話(huà)會(huì)議形式的活動(dòng)成功率。藍(lán)牙系統(tǒng)的出現(xiàn)和不斷更新給人們的生活帶來(lái)了極大便利。較低的成本，較高的效果，使得藍(lán)牙系統(tǒng)發(fā)展步伐不斷加快，人們的活動(dòng)范圍也不斷擴(kuò)大。

1.4 頻譜擴(kuò)展抗干擾技術(shù)

1.4.1 DS直接序列擴(kuò)頻

在寬帶寬的無(wú)線(xiàn)通訊情況下，該技術(shù)更適用于無(wú)線(xiàn)通信，可以擴(kuò)展有用的通信信號(hào)，從而有效降低功率譜密度。DS直接序列傳播到抗干擾也有四大優(yōu)點(diǎn)，即：

（1）具有良好的隱蔽性；

（2）可以抗多路徑干擾；

（3）捕獲概率相對(duì)較低；

（4）可以完成多個(gè)訪(fǎng)問(wèn)代碼。

1.4.2 FH跳頻技術(shù)

這種技能可以頻繁地?cái)U(kuò)展載波頻率，擴(kuò)大頻譜。FH跳頻技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很長(zhǎng)時(shí)間，其水平已經(jīng)相對(duì)成熟，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，所以現(xiàn)在FH跳頻技術(shù)在許多領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)通信有很多應(yīng)用。隨著跳頻技術(shù)的逐漸發(fā)展，現(xiàn)在從自適應(yīng)跳頻技術(shù)出發(fā)，技術(shù)可以在無(wú)線(xiàn)通信過(guò)程中，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的干擾頻率特性進(jìn)行通信，可以自動(dòng)調(diào)整無(wú)線(xiàn)通信傳輸功率和載波頻率，確保無(wú)線(xiàn)通信的正常信號(hào)不受干擾頻率的影響。

1.4.3 TH跳時(shí)技術(shù)

其中有些技能和跳頻技能相似，但隨著跳頻技能的不同，發(fā)射頻率在時(shí)間上來(lái)進(jìn)行跳變的。利用這種技能，在初始化期間將時(shí)間分為多個(gè)時(shí)片，并且嚴(yán)格控制由無(wú)線(xiàn)通信發(fā)送信號(hào)使用的時(shí)片。由于無(wú)線(xiàn)通信信號(hào)的傳輸時(shí)間相對(duì)較窄，所以信號(hào)頻譜有一定程度的擴(kuò)展，以達(dá)到抗干擾的意圖。與跳頻技術(shù)相比，TH跳時(shí)技術(shù)單獨(dú)的作用不大，抗干擾能力相對(duì)較弱，所以TH跳技能一般需要同時(shí)使用才能實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效的抗干擾效果。

2 無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的發(fā)展

圖1為PLC的無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。系統(tǒng)通過(guò)在控制終端、受控PLC上加裝無(wú)線(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制終端對(duì)PLC的無(wú)線(xiàn)控制。無(wú)線(xiàn)接收模塊通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與PLC端子連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，無(wú)線(xiàn)發(fā)送系統(tǒng)通過(guò)串行通訊的方式與控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

現(xiàn)代的PLC通訊功能很強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與PLC、計(jì)算機(jī)、其他智能控制設(shè)備之間的通信聯(lián)網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的智能設(shè)備之間的通信，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了開(kāi)發(fā)系統(tǒng)互連模型OSI。通過(guò)使PLC與智能控制裝置聯(lián)網(wǎng)，可以有效地對(duì)智能裝置實(shí)施管理，充分發(fā)揮這些裝置的效益。同時(shí)，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)可以極大節(jié)省配線(xiàn)，方便安裝，提高系統(tǒng)可靠性，降低施工成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)維護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的前提下，各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不斷的更新?lián)Q代，無(wú)一離不開(kāi)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的操控，它以其便捷、安全可靠的特點(diǎn)得到各大廠(chǎng)家的青睞。通過(guò)這些無(wú)線(xiàn)技術(shù)，可以讓工業(yè)生產(chǎn)省去更多的人力物力和財(cái)力成本。從而一定程度上提升了工作效率，減少了工作程序，同時(shí)對(duì)于企業(yè)的效益也有一定程度的影響。因此，目前對(duì)于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的研究顯得非常重要。

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作者單位

山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省太原市 030006