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RF無線技術(shù):工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

作者: 時間:2013-10-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

工業(yè)用無線網(wǎng)絡(luò)要求近乎實時的反應(yīng),而且其延遲等級的接受度不若 VoIP 高。若為有線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場裝置,只能夠接受 10 毫秒的以太網(wǎng)絡(luò)等待時間。也一樣。因此,無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的一大優(yōu)勢就是采用具備儲存并轉(zhuǎn)發(fā)分組交換功能的冗余節(jié)點;此一技術(shù)基礎(chǔ)和因特網(wǎng)的前身-ARPANET 相同。即使有一大區(qū)段網(wǎng)絡(luò)故障,網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點也不受影響,也因此具備自行修復(fù)功能。若移除某一節(jié)點,其他節(jié)點會使用其他鄰近節(jié)點繼續(xù)傳輸信息。若新增節(jié)點,則該節(jié)點便會開始發(fā)送并傳遞封包,好像原本便存在一般。

若顧及通訊協(xié)議,工業(yè)用可搭配決定型效能(deterministic performance)運作。決定型系統(tǒng)(deterministic system )是產(chǎn)生在系統(tǒng)未來狀態(tài)不考慮隨機因素時的系統(tǒng)。這意味著反應(yīng)時間是可預(yù)測的;網(wǎng)絡(luò)等待時間、容錯以及聯(lián)機式拓撲皆可預(yù)測。決定很多時候取決于有線或無線通信協(xié)議中所使用的路由算法效率。這就是工業(yè)標準對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實作及冗余最有利之處,因為高度可靠性與低復(fù)雜性是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的常見需求。

工業(yè)控制系統(tǒng)也高度要求網(wǎng)絡(luò)安全性。無線網(wǎng)絡(luò)匿名性仍不足以防范愈來愈受到重視的黑客問題。加密適用于工業(yè)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò),而且 Mouser 提供數(shù)種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。獨立能源運作無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最佳范例為 Powercast Wireless Sensor System,內(nèi)建 能量整合模塊,能夠透過 802.15.4 硬件上的各種工業(yè)標準通訊協(xié)議,傳送實時測量的準確溫度與濕度。

整體而言,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始成為自動化供貨商專門供應(yīng)的解決方案,用以解決先前無法解決的問題或取代昂貴的解決方案。由于專用解決方案不具開放性,因此對用戶而言便成為行家才懂的“黑盒子”。因為只有供貨商能夠存取專用通訊協(xié)議內(nèi)的研發(fā)所需工具,使得基本的創(chuàng)新發(fā)展受到阻礙。無線感測器網(wǎng)絡(luò)的主要特性包括:

§ 可輕松重新放置節(jié)點

§ 可自動處理節(jié)點故障

§ 節(jié)點的功能與行為相似

§ 可輕易完成擴充,成為含有數(shù)千節(jié)點的大型網(wǎng)絡(luò)

§ 由于不需要纜線而且電源維護需求低或者甚至不需維護,適用于嚴峻的環(huán)境條件

§ 易于使用;只要放置并啟動即可新增節(jié)點(不需或減少組態(tài)設(shè)定需求)

§ 低耗電量

§ 對于使用電池或能源采集的節(jié)點而言也相當(dāng)省電

表 工業(yè)用無線網(wǎng)絡(luò)所使用的通訊協(xié)議表

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展系著眼于如“環(huán)境智能”的概念,即無線運算的普及度達到連實體空間也內(nèi)建各種會根據(jù)當(dāng)下環(huán)境需求進行感測并執(zhí)行控制的節(jié)點。無時無刻都在進步。新的 IEEE 802.11ac 標準的傳輸速度將會提供比現(xiàn)行的 802.11n Wi-Fi 還要快三至四倍,達到 1.3 Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。如此一來,工業(yè)用網(wǎng)絡(luò)也會獲得改善。隨著無線網(wǎng)絡(luò)為人類開拓了全新的應(yīng)用領(lǐng)域及原本需要但卻不知道的新功能,使得工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的模式也逐漸在改變。


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