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工業設備無線網路

發布時間: 2023-05-11 23:21:45

什麼是工業智能網關

工業智能網關是物聯網嫌搏和工控系統的核心組成器件。網關起的是承上啟下的作用。上即上位機,電腦/觸屏監控系統、MES這些;下即下位機,包括PLC、感測器、嵌入式晶元等。如愛陸通AR7091就屬於工業智能網關,它的基本功能就是「翻譯功能」將不同協議的下位機產品反饋給上位機、數據傳輸、加密透傳等。工業網關主要有以下得3種常見作用:


一、工業智能網關伍鏈可以完成數據的實時採集。
工業智能網關腔者孫連接設備的plc,實時採集工業設備運行的參數信息,可實現設備的數據實時採集,斷線續傳等功能。專業的工業網關可以在加密的情況下採集數據,實現數據的遠程採集與傳遞。
二、工業智能網關可以通過雲端平台實現設備的遠程監控與管理。
工業智能網關採集到的數據傳遞雲端平台,一旦設備運行過程中出現故障,物聯網雲平台就會向設備管理者推送報警信息。設備管理人員登入雲端平台查看故障,通過工業網關實現設備的遠程監控與調試。
三、工業智能網關可實現協議轉換本地互聯互通。
工業智能網關可實現多種協議轉化為一種標准協議如ModbusTCP、OPCUA等通用協議,實現本地不同設備之間互相通信。
以上就是工業智能網關的三大主要用途,其實工業智能網關AR7091還可實現視頻監控、邊緣計算、巡檢打卡等功能。

② 標題為什麼現在工業現場不直接用無線通訊技術

有許多計算機網路系統互相不兼容。
1. 工廠里的網路按照實際業務其實分為6層。比如最底層的感測器和執行器需要與PLC或CNC等控制器進行連接,PLC、CNC與設備主控制器之間也需要組網;更上層的車間里的所有設備需要通過網路互相通信,在車間級上面是工廠級、企業級的生產信息的網路。OSI模型提出的年代,有許多計算機網路系統互相不兼容。要是想在不同計算機網路之間互相通信,就需要投入許多特殊的軟體和硬體去做網路適配。OSI模型就是要解決這個問題。
2.ISO引入了開放系統的概念。開放系統包含遵循一組標準的軟體組件和硬體組件。其實這個與現在的AWS雲計算是同樣的道理。AWS通過提供標准化的API介面和服務。邊緣計算EdgeX框架和IIC的架構也是同樣的設計思路。
3.而開放系統定義了標準的軟體介面和硬體,有了這些標准,就可以保證不同廠商的設備可以互相兼容互相通信。

③ 無線感測器網路可能採用哪些無線通信方式

基於XL.SN智能感測網路的無線感測器數據採集傳輸系統,可以實現對溫度,壓力,氣體,溫濕度,液位,流量,光照,降雨量,振動,轉速等數據參數的實時採集,無線傳輸,無線監控與預警。在實際應用中,無線感測器數據採集傳輸系統常見的包括深圳信立科技農業物聯網智能大棚環境監控系統,智慧養殖環境監控系統,智慧管網管溝監控系統,倉儲館藏環境監控系統,機房實驗室環境監控系統,危險品倉庫環境監控系統,大氣環境監控系統,智能製造運行過程監控系統,能源管理系統,電力監控系統等。
無線感測器數據採集傳輸系統,比較常用的的無線數據傳輸組網技術包括433MHZ,Zigbee(2.4G),運營商網路(GPRS)等三種方式,其中433MHZ,Zigbee(2.4G)屬於近距離無線通訊技術,並且都使用ISM免執照頻段。運營商網路(GPRS)屬於遠距離無線通訊技術,按數據流量收費。
1、基於Zigbee(2.4G)的智能感測網路
ZigBee的特點是低功耗、高可靠性、強抗干擾性,布網容易,通過無線中繼器可以非常方便地將網路覆蓋范圍擴展至數十倍,因此從小空間到大空間、從簡單空間環境到復雜空間環境的場合都可以使用。但相比於WiFi技術,Zigbee是定位於低傳輸速率的應用,因此Zigbee顯然不適合於高速上網、大文件下載等場合。對於餐飲行業的無線點餐應用,由於其數據傳輸量一般來說都不是很大,因此Zigbee技術是非常適合該應用的。

2、基於433MHz的智能感測網路
433MHz技術使用433MHz無線頻段,因此相比於WiFi和Zigbee,433MHz的顯著優勢是無線信號的穿透性強、能夠傳播得更遠。但其缺點也是很明顯的,就是其數據傳輸速率只有9600bps,遠遠小於WiFi和Zigbee的數據速率,因此433Mhz技術一般只適用於數據傳輸量較少的應用場合。從通訊可靠性的角度來講,433Mhz技術和WiFi一樣,只支持星型網路的拓撲結構,通過多基站的方式實現網路覆蓋空間的擴展,因此其無線通訊的可靠性和穩定性也遜於Zigbee技術。另外,不同於Zigbee和WiFi技術中所採用的加密功能,433Mhz網路中一般採用數據透明傳輸協議,因此其網路安全可靠性也是較差的。

3、基於運營商的智能感測網路
GPRS無線傳輸設備主要針對工業級應用,是一款內嵌GSM/GPRS核心單元的無線Modem,採用GSM/GPRS網路為傳輸媒介,是一款基於移動GSM短消息平台和GPRS數據業務的工業級通訊終端。它利用GSM 移動通信網路的簡訊息和GPRS業務為用戶搭建了一個超遠距離的數據傳輸平台。
標准工業規格設計,提供RS232標准介面,直接與用戶設備連接,實現中英文簡訊功能,彩信功能,GPRS數據傳輸功能。具有完備的電源管理系統,標準的串列數據介面。外觀小巧,軟體介面簡單易用。可廣泛應用於工業簡訊收發、GPRS實時數據傳輸等諸多工業與民用領域。

④ 無線區域網的技術與應用論文 (需要資料)

說明:

1.802.11、802.11b、802.11g都工作在2.4GHz的ISM(工業、科學、醫療)公共頻段,無需向無委申請;而802.11a工作在5GHz頻段,該頻段目前暫不開放,需要申請。

2.802.11a和802.11g物理層速率最高都可達54Mbps,傳輸層速率最高也可達25Mbps,但穩定性有待進一步改善,且成本也較高。而802.11b最高速率可達11Mbps,因為起步較早,技術較為成熟,成本也不高,將是未來最有前途的無線區域網標准,下面重點介紹802.11b標准。

二、IEEE 802.11b無線網路標准

1. 無線區域網的物理層

無線區域網同傳統有線區域網的區別,表現在物理層上就是無線區域網一般用無線電作為傳輸介質,而不是傳統的電纜。對於IEEE 802.11b無線區域網,有三種可選物理層:跳頻擴頻(FHSS)物理層、直接序列擴頻(DSSS)物理層和紅外線(IR)物理層。物理層的選擇取決於實際應用的要求。跳頻擴頻和直接序列擴頻是通信技術中兩種常用的擴展頻譜技術,用以提高無線信道的利用率和數據通信的安全性。目前大多數基於IEEE 802.11b的無線區域網產品的物理層介質工作在2.4000~2.4835GHz的無線射頻頻段(ISM頻段),採用直接序列擴展頻譜技術以提供高達11Mbps的數據傳輸速率。

2. 無線區域網的MAC協議

原則上講,無線區域網的MAC協議和有線區域網的MAC協議並無本質上的區別。然而,由於無線傳輸媒體固有的特性以及移動性的影響,無線區域網的MAC協議不能沿用原有的區域網協議。例如,IEEE 802.3的MAC層採用CSMA/CD來使各個不同的站點共享同一物理信道。而實現CSMA/CD的一個重要前提是,各站點能夠非常容易地實現沖突檢測功能。在有線區域網(如乙太網)的情況下,可根據檢測電纜線上直流分量的變化容易地實現沖突檢測。然而在使用無線傳輸媒體時,由於以下的原因,很難實現沖突檢測。

1) 沖突檢測的能力要求各站能同時發送(發送自己的信號)和接收(決定其他站的傳輸是否干擾自己的傳輸),這將增加信道的花費。

2) 更重要的是,由於隱藏終端問題的存在,即使一個站有沖突檢測的能力,並已經在發送時檢測到沖突,在接收端仍然會有沖突發生。

鑒於以上原因,無線區域網協議標准IEEE 802.11b採用了一種具有沖突避免的載波監聽多路訪問(CSMA/CA)協議實現無線信道的共享。

一種簡單的CSMA/CA可實現如下:在數據包傳輸之前,無線設備將先進行監聽,看是否有其他無線設備正在傳輸。若傳輸正在進行,該設備將等待一段隨機決定的時間,然後再監聽,若沒有其他設備正在使用介質,該設備開始傳輸數據;因為很有可能在一個設備傳輸數據的同時,另一個設備也開始傳輸數據,為了避免此類沖突造成的數據丟失,接收設備檢測所收到的分組的CRC,如果正確,則向發送設備傳輸一個確認信息(acknowledgement)以指示沒有沖突發生。否則,發送設備將重復上述CSMA/CA過程。

為了使兩個無線設備同時進行傳輸(這將導致沖突)的可能性減到最小,802.11設計者使用稱為發送請求/清除以發送(RTS/CTS)的機制。例如:若數據到達無線節點指定的無線訪問點(AP),該AP將給那個無線節點發送一個RTS幀,請求一定量的時間向它傳輸數據,無線節點將用CTS幀進行回應,表示它將阻止任何其他的通信,直到AP發送完數據為止。其他無線節點也能聽到正在發生的數據傳輸,並把它們的傳輸延遲到那段時間之後。在這種方式下,數據在節點之間進行傳遞時,由設備導致的在介質上產生沖突的可能性最小。這種傳輸機制同時解決了無線區域網中的隱藏終端問題。

為了確保數據在傳輸中不丟失,CSMA/CA還引入了確認(ACK)機制,接收者在收到數據後,向發送單元發一個確認通知ACK。若發送者沒有收到ACK,表明數據丟失,將再次傳輸該數據。

3. 無線區域網實時性性能分析

IEEE 802.11b無線區域網標准在媒體訪問控制層採用CSMA/CA協議以實現無線信道的共享。在網路負荷較輕的情況下,發生沖突的機會很少,再加上一些無線網路產品採取了一些附加的措施,甚至可以完全避免沖突的發生。如Wi-LAN的無線產品AWE 120-24無線網路橋接器利用動態時間分配輪詢的方式:當有多個無線遠端設備要與基站通信時,基站會根據遠端站的ID依次詢問各個遠端站是否有數據要發送,如果有數據要發送,就給其分配時間片,如果沒有,則會繼續向下詢問,周而復始。這里的所謂動態輪詢是指用戶可以設置基站的輪詢方式,對於非活動站減少對其詢問的次數,這樣可以保證時間片不會被浪費。動態時間分配輪詢技術完全避免了沖突的發生,可以獲得比CSMA/CA更好的實時性。這使得無線技術在工業控制網路中的應用成為可能。

三、基於無線技術的網路化智能感測器介紹

計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種智能感測器集成了數據採集、數據處理和無線網路介面模塊,無線網路介面模塊底層網路介面(硬體介面)採用基於IEEE 802.11b的網路介面晶元,高層網路介面(軟體介面)採用TCP/IP協議,把TCP/IP協議作為一種嵌入式應用,即把TCP/IP協議固化到智能感測器的ROM中,使得現場數據的收發都以TCP/IP協議進行。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。

無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現。

在工業自動化領域,有成千上萬的感應器,檢測器,計算機,PLC,讀卡器等設備,需要互相連接形成一個控制網路,通常這些設備提供的通信介面是RS- 232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器,將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換,符合無線區域網IEEE802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准,支持標準的TCP/IP網路通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。

四、無線區域網在工業控制網路中的應用

工業控制系統的網路化為無線技術在工業控制系統中的應用提供了基礎和可能。近幾年很多研究人員也展開了這方面的研究工作。中國科學院沈陽自動化所的曾鵬等人以FF(現場匯流排基金會)頒布的FFHSE(高速乙太網)為藍本,結合無線乙太網標准IEEE802.11b,構造了現場級無線通信協議棧。該協議棧保持了基金會現場匯流排的通信模型,能夠完成無線設備間的時間同步和實時通信。韓國釜山國立大學的Kyung Chang Lee等人設計了協議轉換模型,實現了Profibus-DP網路和IEEE802.11無線區域網的互連。Mario Alves等人對基於廣播方式的現場匯流排/無線網路的混合網路報文傳送延遲時間進行了估算。C.Koulamas等人研究了Profibus現場匯流排與基於IEEE802.11b的DSSS物理層相結合的性能。

除了在理論上的研究工作外,在一些工業控制網路中,無線通信技術已獲得了應用。如美國羅克威爾公司在基於DeviceNet、Control-net、Ethernet/IP的三層控制網路體系中,加入了無線乙太網部分,可以實現無線通信。德國西門子公司在基於Profibus-DP、Profinet的控制網路中結合無線乙太網技術,使控制網路具有了無線通信功能。由於無線網路無可比擬的優越性,它可以免去大量的線路連接,節省系統的構建費用和維護成本,還可以滿足一些特殊場合的需要,與此同時,大大增強了系統構成的靈活性。加之無線通信技術自身的不斷改進,無線通信技術在工業控制領域中必將具有廣闊的發展空間和應用前景。

五、無線技術在工控網路中的應用方案及使用設備

1.無線工業控制的方法

通過使用基於無線技術的網路化智能感測器,結合目前市場上出現的各種基於IEEE 802.11b的無線區域網網橋,就可以實現無線區域網技術在工業控制網路中的一種應用方案。無線區域網網橋用作無線訪問點(AP),基於無線技術的網路化智能感測器採集現場數據、處理,並以TCP/IP協議對數據進行打包,通過無線鏈路發送到AP,由於無線鏈路和有線乙太網高層均採用TCP/IP協議,且低層協議對高層協議是透明的,就實現了無線網路和有線網路的無縫連接。通過Internet,就可以實現遠程監控。

2.無線設備的選擇

要實現無線網路,需要選擇的設備一般為兩種。一種為無線區域網網橋,可將多個無線站點連入已有的區域網之中;另一種為無線通訊裝置,例如無線網卡、無線Modem等。下面介紹一下研華公司的無線裝置。

A.WLAN-9200系列11Mbps工業無線區域網接入器

WLAN-9200是一款用於室外的增強11Mbps無線區域網網橋。它能夠在無須任何物理布線的情況下,將多個遠程站連接到區域網中。

⑤ 無線感測器網路機械振動監測系統設計都可以採用哪些方案

一、無線感測器網路是工業自動化的新熱點無線感測器網路的出現引起了全世界范圍的廣泛關注,被稱為二十一世紀最具影響的技術技術之一;改變世界的10大新技術之一;全球未來的四大高技術產業之一。而無線感測器網路技術很快也將進入工業自動化和工業測控領域,大多數工業儀表和自動化產品產品都將很快嵌入無線傳輸功能,完成從有線到無線過渡;圖一是一個典型的工業用無線感測器網路示意圖,核心部分是低功耗的感測器節點(可以使用電池長期供電、太陽能電池供電,或風能、機械機械振動發電等),網路路由器(具有網狀網路路由功能)和無線網關(將信息傳輸到工業乙太網和控制中心,或者傳輸通過互聯網聯網); 圖一,典型的工業用無線感測器網路 圖一,典型的工業用無線感測器網路由於市場巨大,許多在工業自動化領域的老牌勁旅,如GE、Honeywell等,都推出了各種工業無線感測器網路產品和系統,國內也有不少研究機構和大型公司公司在進行相關研究,但是,涉及無線感測器網路的技術都是高度保密的東西,我們這些普通的工程師們,很難了解其中的細節和有機會參與任何設計工作;那麼,我們作為從事自動化和工業控制的普通工程師們,能否有機會自己動手,來設計適合自己應用需要的工業用無線感測器網路產品?來開發我們自己需要的無線工業自動化項目?無線SoC技術的發展,將使我們的夢想,將變為現實,目前應該是一個明顯的轉折點和交匯點。回答的肯定的:我們完全可能自己動手,設計適合自己應用特點的工業用無線感測器網路;二、選擇合適的微控制器和開發平台二、選擇合適的微控制器和開發平台工業環境中的射頻通信條件較為惡劣,廠房中遍布的各種大型器械、金屬管道等對信號的反射、散射造成的多徑效應,以及馬達、器械運轉時產生的電磁雜訊,都會干擾無線信號的正確接收,同時,工業環境強烈的電磁干擾,也對使用在工業無線感測器網路的核心微處理器提出了新的挑戰。我們自己動手設計在這樣環境中運行的工業網路系統,首先需要選擇合適的微處理器和高頻電路;圖二是一個典型的工業無線感測器網路節點硬體結構示意圖 圖二工業無線感測器網路節點示意圖 圖二工業無線感測器網路節點示意圖目前TI公司和FREESCALE公司推出的3套最新無線單片機解決方案:MC13224,CC2530,MSP430F5437+CC2520,都是很好的SoC微控制器解決方案,(見表一)這些方案的特點是,高度集成化設計,微處理器和無線收發部分在同一晶元內部,需要電路板面積小於2平方厘米,外圍只小於很少零件,就有很強抗干擾能力。工業無線感測器網路的網關,路由器和感測器節點,都可以使用同一微處理器來設計; 主要參數 MC13224 無線單片機 CC2530 無線單片機 CC2520 +MSP430F5437 MCU結構 單晶元,ARM7內核,32位MCU 單晶元8051內核 8位MCU 兩片16位MCU 無線高頻前端 IEEE802.15.4 IEEE802.15.4 IEEE802.15.4 無線網路協議 ZIGBEEpro 開源和免費 ZIGBEEpro 開源和免費 ZIGBEEpro 開源和免費 無線連接鏈路 >100DBM >100DBM >100DBM 內置快閃記憶體 128K 256K 256K 低功耗時電池壽命 10年 5年 5年 晶元大量采購價格 每片4美元 每片3美元 每套7美元 軟體開發平台 IAREWARM IAREW8051 IAREW430 硬體開發系統 ARMRF-MC13224PK C51RF-CC2530PK MSPRF-430F5437 在線模擬器 ARM WXL-CC2530 TI430 網路測試工具 網路分析儀 網路分析儀 網路分析儀 主要參數MC13224無線單片機CC2530無線單片機CC2520+MSP430F5437MCU結構單晶元,ARM7內核,32位MCU單晶元8051內核8位MCU兩片16位MCU無線高頻前端IEEE802.15.4IEEE802.15.4IEEE802.15.4無線網路協議ZIGBEEpro開源和免費ZIGBEEpro開源和免費ZIGBEEpro開源和免費無線連接鏈路>100DBM>100DBM>100DBM內置快閃記憶體128K256K256K低功耗時電池壽命10年5年5年晶元大量采購價格每片4美元每片3美元每套7美元軟體開發平台IAREWARMIAREW8051IAREW430硬體開發系統ARMRF-MC13224PKC51RF-CC2530PKMSPRF-430F5437在線模擬器ARMWXL-CC2530TI430網路測試工具網路分析儀網路分析儀網路分析儀採用上述方案,在保證系統可靠性的前提下,最大的特點是經濟和方便,因為無線單片機晶元價格很低,甚至已經低於許多類型普通單片機,設計者可以放手進行設計和調試,不必擔心晶元損壞等;另外目前國內嵌入式設計的知識已經相當普及,設計工業用無線感測器網路網關,路由器,節點和設計我們熟悉的普通單片機系統,核心技術沒有什麼不同,而且,的IAR編譯,調試系統是目前世界是最強大的商業化嵌入式C語言軟體設計工具,配合成都無線龍通訊提供的無線單片機開發平台,樣板工程設計,JTAG在線模擬器,你可以精確的將故障定位到每一行指令,將無線組網和通訊,實現慢動作式的重放,並隨時捕獲空中無線數據包裝;整個無線通訊軟體硬體設計的的過程,在這些高級調試開發工具的幫助下,完全透明化,可控制化,使你像開發你的其它單片機系統一樣,快捷容易的完成設計任務;三、ZIGBEEpro符合工業無線網路設計要求三、ZIGBEEpro符合工業無線網路設計要求與面向家庭的無線網路技術(ZIGBEE2004到ZIGBEE2006屬於這類面向家庭的技術)不同,面向工業自動化應用的無線網路技術需要滿足以下五個方面需求,■高可靠性:大部分的工業控制應用要求數據的可靠傳輸率要超過95%。為了實現在工業現場使用無線通信來實現高可靠傳輸面臨以下挑戰,ZIGBEEpro協議棧採用2.4GHz物理層都基於DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum,直接序列擴頻)技術(包括數據的調制,激活和休眠射頻收發器,信道能量檢測,信道接收數據包的鏈路質量指示,空閑信道評估,收發數據等)具有很強抗干擾能力,而且MAC層和應用層(APS部分)有應答重傳功能,另外MAC層的CSMA機制使節點發送之前先監聽信道,也可以起到避開干擾的作用;網路層採用了網狀網的組網方式,從源節點到達目的節點可以有多條路徑,路徑的冗餘加強了網路的健壯性,如果原先的路徑出現了問題,比如受到干擾,或者其中一個中間節點出現故障,ZIGBEEPRO可以進行路由修復,另選一條合適的路徑來保持通信。同時,ZIGBEEPRO最新增加的頻率捷變(frequencyagility),也大大加強其作為工業網路使用的可靠性,ZigBeepro網路受到外界干擾,比如各種工業現場的無線干擾,無法正常工作時,整個ZIGBEEPRO網路可以自動動態的切換到全部16個頻道的一個干凈工作信道上(實現FHSS跳頻功能)。和其它目前採用DSSS+FHSS的工業無線網路協議比較,ZIGBEEPRO可靠性和抗干擾性更勝一籌;採用表一的無線單片機,都可以支持ZIGBEEPRO的無線網路協議棧;■嚴格實時性:對於工業閉環控制應用,數據傳輸延遲應低於1.5倍的感測器采樣時間。ZIGBEEPRO網路針對工業通信對時延敏感的應用做了優化,通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短。設備設備搜索時延典型值為毫秒級別,休眠激活時延典型值是15ms,活動設備信道接入時延為15ms,加上ZIGBEEPRO新的路由演算法,大大提高了網路路由效率;在通過多跳接力的方式進行傳輸的延遲大幅度降低,完全能夠保證端到端通信實時性。■低能耗:用於對工業全流程進行泛在感知的無線感測器網路節點由於成本的限制和安裝條件限制,通常不採用外接電源的方式,而是靠自身攜帶的電池供電。由於表一中列出的新型無線單片機和ZIGBEEPRO無線前端的一系列革命性的新設計,,節點的電池壽命應達到3至10年。能夠實現使用最少的能源的工業用無線感測器網路;■安全性:隨著工業控制系統網路化進程的推進,網路安全和數據安全問題日益突出,一些安全漏洞將給工業控制應用造成巨大的損失。無線通信由於信道的開放特徵更容易受到攻擊,其安全保障機制將更加復雜;為了工業網路應用設計了高安全模式(HighSecurityMode),就是當節點加入網路時,信託中心(TrustCenter,TC)會先配一把萬能金鑰(MasterKey)給新加入的節點,然後,新加入的節點再用這把萬能金鑰透過SKKE的流程,與網路中的任何節點建立連結金鑰(LinkKey),最後再利用連結金鑰加密後產生一把網路共用的網路金鑰,網路金鑰(NWKKey)放在應用層有效載荷中傳送給對方,然後再通過網路傳輸加密資料。ZIGBEEPro的安全設計,完全能夠實現工業無線網路對安全通訊的主要要求;而且,如表一所示的新的16位,32位無線單片機具有強大的數據處理能力,已經完全具有能力實現復雜的安全演算法的能力,對應工業無線感測器網路提出的挑戰。■兼容性:為了保護用戶的原有投資,基於工業無線感測器網路要具有與工廠原有的有線控制系統互連和互操作的能力。採用ZIGBEEPRO設計的無線網關,能夠實現和目前工業乙太網,CAN匯流排,各種工業控制匯流排的無縫連接,和互聯網的IP通訊。ZIGBEE也是全球無線感測器網路的重要標准,是具有很好兼容性的工業無線感測器網路網路協議軟體;綜上所述,以感測和控制為目標的ZIGBEEPRO無線網路,具有加強版商業級和工業的協議棧,完全可以滿足上述五個方面的要求,使用ZIGBEEPRO協議棧,完全可以設計出圖二所示結構那樣,滿足自己特別應用要求的工業無線感測器網路項目和產品;四,有線到無線,我們笑迎新的技術挑戰四,有線到無線,我們笑迎新的技術挑戰通過上面的簡單介紹,我們看到任何工程師,都有機會來進入這個全新的技術領域,入門並不難,精通也辦得到;這是因為我們生活在互聯網時代,也是因為國內在這個領域已經有像深圳無線龍科技這樣的一批先行者,他們出版了相關中文書籍(北航出版《無線單片機叢書》十本,最新一冊是《ZIGBEE2007PRO入門與實戰》),提供相關C51RF,MSPRF,ARMRF系列低價格無線單片機開發工具,同時,對ZIGBEEPRO這樣的協議棧的應用提供相關技術支持,提供高頻模塊等服務,這樣,就使我們入門進行設計開發時,更加方便容易,另外,TI,Freescale公司,提供了廉價的無線單片機晶元,高性能的免費無線網路協議棧;這些,都為我們投入這個全線的技術領域——相對復雜的工業自動感測器網路和無線工業自動控制領域,打開了方便之門;本文重點介紹的是工業無線感測器網路部分的實現,其實,在已經實現工業無線感測器網路和節點間雙向通訊的前提下,實現對工業設備的無線控制控制,包括繼電器,I/O,開關控制,電機控制,都已經是很容易實現的,水到渠成的事情,只需要在軟體和硬體上進行一些小的擴展就可以了;從有線到無線,從傳統有線工業自動化系統,到新的工業無線感測器網路系統,我們面對全新的挑戰,讓我們現在就出發,在這些設計開發的挑戰中,去完成我們技術更新和升華;

⑥ 全國「5G+工業互聯網」建設項目超1100個 業內:還需探索更多新應用場景

2020中國5G+工業互聯網大會20日在湖北省武漢市開幕。

工信部部長肖亞慶在開幕式上表示,我國5G商用一年多來,已建設5G基站近70萬個,終端連接數突破1.8億,覆蓋全國所有地級以上城市,技術先進、運行高效、資源集約的高質量5G網路正加快建成。

肖亞慶介紹,我國充分發揮5G賦能工業應用的技術特點和優勢,推進「5G+工業互聯網」融合創新。全國建設項目超過1100個,涌現出機器視覺檢測、精準遠程操控、現場輔助裝配、智能理貨物流、無人巡檢安防等一系列應用成果。

「可以說,『5G+工業互聯網』在推動製造業向數字化、網路化、智能化轉變過程中正迸發出磅礴力量。」肖亞慶說。

活動主會場

十九屆五中全會提出,堅定不移建設製造強國、質量強國、網路強國、數字中國,推進產業基礎高級化、產業鏈現代化,提高經濟質量效益和核心競爭力。

中國工程院院士周濟在主論壇上表示,製造強國、質量強國是工業化的主要任務,網路強國和數字中國是信息化的主要任務。5G和工業互聯網將推動製造業全方位變革。

周濟認為,「5G+工業互聯網」是建設製造強國的關鍵支撐。智能製造、數字化、網路化、智能化製造,需要強大的「5G+工業互聯網」賦能。同時,工業互聯網作為一項賦能技術,20%的市場在消費端,80%的市場要在產業端,因此,「『5G+工業互聯網』更大的藍海在智能製造和數字中國。」

被問及「5G+工業互聯網」會給哪些行業帶來顛覆性的改變,中國工業互聯網研究院院長徐曉蘭在接受媒體采訪時表示,首先,工業互聯網推動產業生產方式和企業組織範式發生根本性的變革。「我們以前的傳統生產方式是流水線式的,從一個流水線到下面的流水線,再到下一個流水線;未來的生產模式已經打破了流水線,變成網路化生產方式,它的生產線已經從一個流水線變成一個柔性製造。」

什麼是柔性製造?徐曉蘭解釋,生產線上一個小時在生產手機,下一個小時可能就生產電冰箱或者洗衣機,這在原來的傳統生產方式是不可能實現的。

「未來的生產模式,它的生產線是柔性定製,而柔性定製就需要一個廣鏈接的、無線的網路來支撐,這種無線網路就是5G。這就是『5G+工業互聯網』怎麼能夠帶動製造業發生根本性或顛覆性的變革。」她說。

徐曉蘭認為,目前「5G+工業互聯網」的應用場景主要是從傳統生產線到柔性生產線的改變,它還有大有可為的空間。

具體而言,徐曉蘭認為,未來「5G+工業互聯網」的廣闊空間還是要 探索 更多新的應用場景,真正把5G大帶寬、低時延、高可靠的特性發揮出來。「因為我們現在看到更多的還是用了5G大帶寬的特性,但低時延、高可靠的特性在工業場景中如何來跟工業互聯網更深地融合、促進製造業的根本變革還需要不斷 探索 。

活動展廳

在國家發改委經濟體制與管理研究所產業室原主任史煒看來,「5G+工業互聯網」本身是一個中長期的概念,目前我國的「5G+工業互聯網」還處於起步階段。

史煒明確,工業互聯網和工業物聯網是兩個概念,先有工業物聯網,工業物聯網進一步延伸才是工業互聯網。

「工業互聯網實際上強調的是通過對機器的數字化改造來提高產業的生產能力和效率,5G本身最根本的特性也是基於工業或者是基於『物』這個機器設備來實現最有效的海量數據傳輸。」史煒說,「5G+工業互聯網」實際上是通過現在的ICT技術,把提取出的生產經營性的數據進行數據資源的組合交換控制,來實現整個產能的提高。

「現在傳統製造業進行工業互聯網改造時遇到的第一個瓶頸就是設備本身的瓶頸。」史煒表示,像三一重工、徐工、濰柴動力等企業之所以能夠進行比較先進的工業物聯網和比較深入的工業互聯網,一個重要前提是他的機器設備和已有的生產線可以通過技術改造、設備改造增加一些相應的儀器儀表和一些機器的輔助設施,來達到工業設備和流水生產線的數據提取。「如果不能提取出數字,所有的工業互聯網和物聯網都是假的,這點一定要明確。」

史煒認為,現在很多企業在做工業互聯網和物聯網時存在很多困境,是因為機器設備不具備數字化改造的條件。「企業馬上會考慮投資儀器儀表得花多少錢,改造生產線花多少錢,人工生產和機器生產之間的過渡花多少錢。」

因此,他認為目前不能搞一刀切,不要所有企業都搞工業互聯網,可以有序地針對一些企業優先發展工業物聯網,比如智慧礦山、智慧交通、智慧電力等,這些系統相對來說儀器儀表化的水平比較高,而且系統本身的網路架構也比較好,可以快速通過對這些系統的大規模改造,為下一步的工業製造提供基礎。

「也就是說現在IT的技術我們是有了,5G幾個主要的場景,包括像5G切片的技術已經非常成熟,OT(operational technology)的技術是我們需要去補足的短板。」常疆說,這當然不是一蹴而就的,因為各行各業之間的差異很大。

常疆表示,每個行業自從開始有這個行業至運營到今天,它積累了這么多運營的模型,這么長的產業鏈,這么長的價值鏈在運作,如何把它真正地數字化,能夠體現數據的價值,能夠給他在未來商業發展創造新的動能和新的商業模式,我覺得這是我們作為傳統行業或者說通信企業需要去抓住、去克服的一個重點和難點。