張慧明

摘 要 現(xiàn)階段，工業(yè)自動化領(lǐng)域所采用的無線技術(shù)可以分為三種類型：首先是作業(yè)現(xiàn)場各設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接，選用ieee802.15.4協(xié)議，通常稱之為zigbee。其次是專門針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線技術(shù)，選用ieee802.15.3協(xié)議。最后對于遠程和大范圍的無線技術(shù)多選用ieee802.11之類的協(xié)議。這三種無線技術(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)自動化 無線技術(shù) 要點

近年來我國信息技術(shù)、通信技術(shù)高速發(fā)展，對推動工業(yè)自動化發(fā)展做出了積極貢獻。無線網(wǎng)絡(luò)作為信息時代背景下重要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，憑借其無線電波傳輸優(yōu)勢，在各種復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮無線數(shù)據(jù)傳輸作用，促進自動化設(shè)備有效運行。無線技術(shù)發(fā)展過程逐漸形成了網(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了極大便利。工業(yè)自動化領(lǐng)域中無線通信技術(shù)與各種智能設(shè)備、自動設(shè)備的配合應(yīng)用發(fā)揮了不可替代的作用，對促進工業(yè)通訊改革與創(chuàng)新也有著重要意義。

1 工業(yè)自動化領(lǐng)域中的無線技術(shù)

1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)

對于工業(yè)數(shù)控來說，無線技術(shù)的引進是必要前提，通過zigbeer的傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，其優(yōu)點很多，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，能夠在短時間內(nèi)完成信息的傳輸；

（2）通過點對點數(shù)對數(shù)的傳輸方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸準確、可靠。不會造成發(fā)送失敗或競爭延時；

（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。對不可延遲的應(yīng)用程序進行改進，并且無線技術(shù)延遲和睡眠時起動的延遲非常短。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 無線通訊技術(shù)之寬帶 WIMAX 技術(shù)

隨著寬帶的不斷的發(fā)展，無線技術(shù)運用也不斷成熟?，F(xiàn)在更是已經(jīng)到了無線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 為主要運用項目。因而很多人認為 WIMAX 技術(shù)會取代 4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進入大眾日常生活。其覆蓋性好，能連接方圓 300 英尺以內(nèi)的所有信號的同時其網(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，這種說法的實現(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。但是 WIMAX 技術(shù)不可否認的具有非常大的發(fā)展空間和商業(yè)發(fā)展?jié)撃堋?/p>

1.3 無線通訊技術(shù)在數(shù)字化中的具體運用

移動通訊技術(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)字攝像機、照相機、小型無人機等設(shè)備都匹配了藍牙系統(tǒng)。藍牙系統(tǒng)的匹配大大增加了各類新型數(shù)據(jù)工具的操作能力，其可操作性大大提升。與此同時藍牙系統(tǒng)的匹配還避免了內(nèi)存損壞的情況發(fā)生。通過藍牙系統(tǒng)可自行實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的無線傳輸和接收，便捷操作性增強。此外，小范圍內(nèi)的電話接通和音樂播放也可以實現(xiàn)。藍牙系統(tǒng)與手機的結(jié)合還加大了例如電話會議形式的活動成功率。藍牙系統(tǒng)的出現(xiàn)和不斷更新給人們的生活帶來了極大便利。較低的成本，較高的效果，使得藍牙系統(tǒng)發(fā)展步伐不斷加快，人們的活動范圍也不斷擴大。

1.4 頻譜擴展抗干擾技術(shù)

1.4.1 DS直接序列擴頻

在寬帶寬的無線通訊情況下，該技術(shù)更適用于無線通信，可以擴展有用的通信信號，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，即：

（1）具有良好的隱蔽性；

（2）可以抗多路徑干擾；

（3）捕獲概率相對較低；

（4）可以完成多個訪問代碼。

1.4.2 FH跳頻技術(shù)

這種技能可以頻繁地擴展載波頻率，擴大頻譜。FH跳頻技術(shù)已經(jīng)開發(fā)了很長時間，其水平已經(jīng)相對成熟，具有很強的抗干擾能力，所以現(xiàn)在FH跳頻技術(shù)在許多領(lǐng)域的無線通信有很多應(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)可以在無線通信過程中，根據(jù)實時監(jiān)控的干擾頻率特性進行通信，可以自動調(diào)整無線通信傳輸功率和載波頻率，確保無線通信的正常信號不受干擾頻率的影響。

1.4.3 TH跳時技術(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)射頻率在時間上來進行跳變的。利用這種技能，在初始化期間將時間分為多個時片，并且嚴格控制由無線通信發(fā)送信號使用的時片。由于無線通信信號的傳輸時間相對較窄，所以信號頻譜有一定程度的擴展，以達到抗干擾的意圖。與跳頻技術(shù)相比，TH跳時技術(shù)單獨的作用不大，抗干擾能力相對較弱，所以TH跳技能一般需要同時使用才能實現(xiàn)科學(xué)有效的抗干擾效果。

2 無線通訊技術(shù)的發(fā)展

圖1為PLC的無線通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。系統(tǒng)通過在控制終端、受控PLC上加裝無線收發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)控制終端對PLC的無線控制。無線接收模塊通過導(dǎo)線與PLC端子連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，無線發(fā)送系統(tǒng)通過串行通訊的方式與控制終端進行數(shù)據(jù)通訊。

現(xiàn)代的PLC通訊功能很強，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與PLC、計算機、其他智能控制設(shè)備之間的通信聯(lián)網(wǎng)。為了實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的智能設(shè)備之間的通信，國際標準化組織ISO提出了開發(fā)系統(tǒng)互連模型OSI。通過使PLC與智能控制裝置聯(lián)網(wǎng)，可以有效地對智能裝置實施管理，充分發(fā)揮這些裝置的效益。同時，通過聯(lián)網(wǎng)可以極大節(jié)省配線，方便安裝，提高系統(tǒng)可靠性，降低施工成本，簡化系統(tǒng)維護。

3 結(jié)束語

在科學(xué)技術(shù)不斷進步的前提下，各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不斷的更新?lián)Q代，無一離不開無線技術(shù)的操控，它以其便捷、安全可靠的特點得到各大廠家的青睞。通過這些無線技術(shù)，可以讓工業(yè)生產(chǎn)省去更多的人力物力和財力成本。從而一定程度上提升了工作效率，減少了工作程序，同時對于企業(yè)的效益也有一定程度的影響。因此，目前對于無線技術(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