引言
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，顧名思義是利用無(wú)線電波而非線纜來(lái)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)設(shè)備位置無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向,。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的相互滲透,、結(jié)合,，產(chǎn)生了基于無(wú)線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器的全新概念。這種基于無(wú)線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器,，使得產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)無(wú)線鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,、發(fā)布和共享。無(wú)線通訊技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下,，為各種智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,、移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備之間的通訊提供高帶寬的無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補(bǔ)了有線網(wǎng)絡(luò)的不足,，進(jìn)一步完善了產(chǎn)業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通訊性能,。
應(yīng)用
目前，在產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中無(wú)線通訊技術(shù)協(xié)議主要是：對(duì)于可用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的無(wú)線短程網(wǎng),，采用的主流協(xié)議是IEEE 802.15.4（ZigBee）,；對(duì)于大數(shù)據(jù)容量的短程無(wú)線通訊，則是IEEE 802.15.3,；而對(duì)于適應(yīng)較大傳輸覆蓋面和較大信息傳輸量的無(wú)線局域網(wǎng),，采用的是IEEE 802.11系列,。其中應(yīng)用的重點(diǎn)是無(wú)線短程網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)。
無(wú)線短程網(wǎng) （傳感器網(wǎng)絡(luò)Sensor Networks）
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層無(wú)線通訊迅速進(jìn)進(jìn)工控領(lǐng)域,，其中一個(gè)突破口是現(xiàn)場(chǎng)總線和無(wú)線通訊技術(shù)的結(jié)合,。以Zigbee網(wǎng)絡(luò)為例，其特點(diǎn)是：1）功耗低：由于工作周期較短,、收發(fā)信息功耗較低且采用休眠模式,。2）數(shù)據(jù)傳輸可靠性高：采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通訊業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突,。3）網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多65536個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò),。4）時(shí)延�,。横槍�(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通訊時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短,。設(shè)備搜索時(shí)延典型值為30ms,，休眠激活時(shí)延典型值為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接進(jìn)時(shí)延為15ms,。5）兼容性：與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫集成,。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Coordinator）自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA-CA方式進(jìn)行信道存取,。為了可靠傳遞,，提供全握手協(xié)議。6）安全性：Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,，加密算法采用AES-128,，同時(shí)各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。7）實(shí)現(xiàn)本錢低：模塊的初始本錢較低,。
典型的產(chǎn)品和應(yīng)用為：2004年Honeywell推出的基于ZigBee無(wú)線傳輸協(xié)議的無(wú)線變送器XYR 5000系列,；OMRON的無(wú)線鏈接Device Net現(xiàn)場(chǎng)總線主站W(wǎng)D30-ME和從站W(wǎng)D30-SE； 德國(guó)schild knecht公司推出的無(wú)線Profibus-DP產(chǎn)品DE 3000系列,；ABB在瑞典的Boliden加工廠利用Ember的無(wú)線技術(shù)進(jìn)行的無(wú)線通訊評(píng)估試驗(yàn),。
無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless LAN）
自從1977年第一個(gè)民用網(wǎng)系統(tǒng)ARCnet投進(jìn)運(yùn)行以來(lái)，有線局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術(shù)價(jià)格方面的上風(fēng),，獲得了成功并得到了迅速發(fā)展,。然而，在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng),，一些產(chǎn)業(yè)環(huán)境禁止,、限制使用電纜或很難使用電纜，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用,，因此無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用,。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,，無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)將在產(chǎn)業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用,。在產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,，有成千上萬(wàn)的感應(yīng)器，檢測(cè)器,，計(jì)算機(jī),，PLC，讀卡器等設(shè)備,，需要互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò),，通常這些設(shè)備提供的通訊接口是RS-232或RS-485。無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號(hào)轉(zhuǎn)換器,，將產(chǎn)業(yè)設(shè)備的RS-232串口信號(hào)與無(wú)線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換,，符合無(wú)線局域網(wǎng)IEEE 802.11b和以太網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,，有效的擴(kuò)展了產(chǎn)業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通訊能力,。
無(wú)線網(wǎng)通訊協(xié)議可采用IEEE802.3來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式或采用IEEE802.11實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式，也可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過(guò)無(wú)線Hub,、無(wú)線接進(jìn)站,、無(wú)線網(wǎng)橋、無(wú)線Modem及無(wú)線網(wǎng)卡等來(lái)實(shí)現(xiàn),，其中現(xiàn)場(chǎng)以無(wú)線網(wǎng)卡使用最為普遍,。
利用無(wú)線局域網(wǎng)組建自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)，相比之下具有有線固定網(wǎng)絡(luò)無(wú)法相比的上風(fēng)：1）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓m合產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：支持RS-232產(chǎn)業(yè)設(shè)備點(diǎn)到點(diǎn)的連接,。支持廣播的拓?fù)�,，多個(gè)RS-232產(chǎn)業(yè)設(shè)備可組成對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，相互通訊,。（RS-232通訊協(xié)議無(wú)法支持多點(diǎn)通訊）,。客戶機(jī)/服務(wù)器的拓?fù)�,，每個(gè)RS-232產(chǎn)業(yè)設(shè)備都可以方便,、快捷的接進(jìn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，極大的進(jìn)步了信息處理能力,。2）無(wú)需布線,，省往了施工的麻煩：無(wú)線局域網(wǎng)利用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，適合于難于布線的環(huán)境中搭建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),。在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng),，展設(shè)的線纜輕易受到頻繁的觸碰損壞，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性,。3）覆蓋范圍廣：無(wú)線局域網(wǎng)在開放空間覆蓋半徑達(dá)550米,，室內(nèi)一般覆蓋半徑為300-400米,，通過(guò)室外無(wú)線設(shè)備傳輸間隔可以達(dá)到幾十公里。
現(xiàn)主要應(yīng)用在遠(yuǎn)程視頻傳輸,、門禁/考勤治理系統(tǒng),、安防治理系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化,、電信/光纖網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,、醫(yī)療/實(shí)驗(yàn)儀器聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)/流程聯(lián)網(wǎng)控管等領(lǐng)域,。
藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）
藍(lán)牙是由東芝,、愛(ài)立信、IBM,、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近間隔無(wú)線數(shù)字通訊的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),。自從提出該技術(shù)以來(lái)，藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展異常迅速,。藍(lán)牙Bluetooth作為一種新的短間隔無(wú)線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，受到全世界越來(lái)越多產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。近年來(lái),，世界上一些權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化組織,，也都在關(guān)注藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)展。例如,，IEEE的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),，也已經(jīng)成立了802．15工作組，專門關(guān)注有關(guān)藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容和未來(lái)的發(fā)展等題目,。IEEE 802．15．2 TG2是探討藍(lán)牙如何與IEEE 802．11b無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)共存的題目,；而IEEE 802．15．3 TG3則是研究未來(lái)藍(lán)牙技術(shù)向更高速率（如10-20Mbits/s）發(fā)展的題目。國(guó)內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家與研究部分也預(yù)備開始組織藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā),。
藍(lán)牙是取代數(shù)據(jù)電纜的短間隔無(wú)線通訊技術(shù),，可以支持物體與物體之間的通訊，工作頻段是全球開放的2．4GHz頻段,，可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸,，傳輸速率可達(dá)到10Mb/s，使得在其范圍內(nèi)的各種信息化設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫資源共享,。 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛而且極具潛力,。它可以應(yīng)用于無(wú)線設(shè)備（如PDA、手機(jī),、智能電話,、無(wú)繩電話）、圖像處理設(shè)備（照相機(jī),、打印機(jī),、掃描儀）,、安全產(chǎn)品（智能卡、身份識(shí)別,、票據(jù)治理,、安全檢查）、消費(fèi)娛樂(lè)（耳機(jī),、MP3,、游戲）、汽車產(chǎn)品（GPS,、ABS、動(dòng)力系統(tǒng),、安全氣袋）,、家用電器（電視機(jī)、電冰箱,、電烤箱,、微波爐、音響,、錄像機(jī)）,、醫(yī)療健身、建筑,、玩具等領(lǐng)域,。
發(fā)展方向
1）當(dāng)前重要的發(fā)展方向是通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。如無(wú)線系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)的共存性（Co-existence）,，不同廠家設(shè)備的相互可操縱性以及系統(tǒng)之間的相互協(xié)作性,，這些都有賴于制定能被普遍接受的無(wú)線通訊協(xié)議。
2）無(wú)線局域網(wǎng)今后的研究方向主要集中在安全性,、可靠性,、能耗性、移動(dòng)周游,、網(wǎng)絡(luò)治理以及與其它移動(dòng)通訊系統(tǒng)之間的關(guān)系等題目上,。其發(fā)展方向有：更高的通訊速率；研發(fā)智能天線進(jìn)一步進(jìn)步頻譜利用率,，增加覆蓋范圍,；與Wimax （微波存取全球互通Worldwide Interoperability for Microwave Access）融合，支持高速,、移動(dòng)接進(jìn),。
3）現(xiàn)場(chǎng)總線的無(wú)線傳輸?shù)目尚行哉谠u(píng)估，無(wú)線通訊技術(shù)將會(huì)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)更加緊密結(jié)合,。
4）無(wú)線傳輸目前尚處在發(fā)展的早期階段,。無(wú)線技術(shù)首先會(huì)用在樓宇自動(dòng)化,、自動(dòng)抄表、事故響應(yīng),、設(shè)備監(jiān)控等領(lǐng)域得到應(yīng)用,。當(dāng)前較適宜應(yīng)用的行業(yè)有：汽車制造、食品加工,、制藥和設(shè)備資產(chǎn)跟蹤等,。
5）由于工廠無(wú)線技術(shù)種類較多，技術(shù)特征差異比較大,，無(wú)線通訊只是現(xiàn)有有線通訊系統(tǒng)的一種發(fā)展和重要補(bǔ)充,，決非一種替換，產(chǎn)業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無(wú)線相結(jié)合方向發(fā)展,。
近年來(lái),，以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,，取代傳統(tǒng)的串口通訊將成為自動(dòng)化系統(tǒng)通訊的主流,。無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)控制中的應(yīng)用，主要包括數(shù)據(jù)采集,、視頻監(jiān)控等,，幫助用戶實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備與固定網(wǎng)絡(luò)的通訊或移動(dòng)設(shè)備之間的通訊，且堅(jiān)固,、可靠,、安全。它適用于各種產(chǎn)業(yè)環(huán)境,，即使在極惡劣的情況下也能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性,。在設(shè)備層則將現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)器、檢測(cè)器,、PLC,、讀卡器或其他設(shè)備，互相連接形成一個(gè)無(wú)線傳感器控制網(wǎng)絡(luò),，作為信息系統(tǒng)內(nèi)治理收集數(shù)據(jù)的工具�,，F(xiàn)在終極用戶和系統(tǒng)集成商都對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)出了越發(fā)濃郁的愛(ài)好。工廠無(wú)線通訊的發(fā)展遠(yuǎn)景看好,，國(guó)內(nèi)業(yè)界應(yīng)該更緊密地關(guān)注該項(xiàng)技術(shù),。
深圳市西城微科電子有限公司(聯(lián)泰威電子有限公司)位于深圳市福田區(qū)，是以軟件開發(fā)和芯片代理為主營(yíng)業(yè)務(wù)的科技型企業(yè),。公司從2005年開始從事芯片代理及方案開發(fā),，對(duì)單片機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)芯片的選型有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以為客戶提供最佳的產(chǎn)品和最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
公司代理合泰,、芯海,、紘康、松翰,、華潤(rùn),、晟矽微電、敏芯等國(guó)際知名品牌公司的產(chǎn)品,，可以為客戶提供：8位/32位MCU,、LCD/LED/VFD驅(qū)動(dòng)、EEPROM存儲(chǔ)器,、電源管理,、時(shí)鐘電路、低功耗運(yùn)放,、觸摸按鍵等一系列標(biāo)準(zhǔn)IC與技術(shù)支持,。公司致力于不同領(lǐng)域電子產(chǎn)品的研發(fā)，可以為客戶提供自信的藍(lán)牙秤方案,、藍(lán)牙四電極/八電極交流測(cè)脂方案、藍(lán)牙直流測(cè)脂方案,、藍(lán)牙PM2.5方案,、藍(lán)牙心率檢測(cè)方案、藍(lán)牙電量檢測(cè)方案,、普通電子秤方案,、胎壓計(jì)方案、血壓計(jì)方案,、紅外耳溫槍方案,、電子體溫計(jì)方案、LED電源驅(qū)動(dòng),、觸控開關(guān),、充電器、移動(dòng)電源,、報(bào)警器,、單車表、計(jì)步器,、熱電偶,、電池電量?jī)x等產(chǎn)品的相關(guān)成熟方案。
公司有著各種電子方案的深厚開發(fā)經(jīng)驗(yàn),，歡迎廣大客戶定制開發(fā)方案,。公司以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，客戶需求為己任，盡可能的為客戶提供最新的市場(chǎng)資訊,，最佳的產(chǎn)品與做優(yōu)質(zhì)的服務(wù),，以爭(zhēng)取和客戶取得雙贏，實(shí)現(xiàn)永續(xù)經(jīng)營(yíng)為追求之目標(biāo),。
