摘要:縱觀測控系統(tǒng)網(wǎng)絡化的發(fā)展歷程,從儀表電氣、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)到無線網(wǎng)絡,我們可以注意到目前無線融入技術(shù)與有線無線異構(gòu)成為測控網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢,而這也從一方面助推著物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的深化發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過智能感應裝置,經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡,到達指定的信息處理中心,最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡;從物理上理解,把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。
很顯然,工業(yè)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)應用的重要領域。上海大學機電工程與自動化學院副院長費敏銳介紹說:“具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),可大幅提高制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,并降低產(chǎn)品成本和資源消耗,將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段?!?/FONT>
在環(huán)保行業(yè),物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設備融合可以實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標的實時監(jiān)控。在某些重點企業(yè)的排污口安裝無線傳感設備,可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù),同時可以遠程關(guān)閉排污口,防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。據(jù)了解,目前電信運營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測解決方案。同時,在制造業(yè)的供應鏈管理、生產(chǎn)過程的工藝優(yōu)化、產(chǎn)品設備的監(jiān)控管理以及工業(yè)安全生產(chǎn)管理方面,物聯(lián)網(wǎng)的介入都成為了大勢所趨。
無線融入技術(shù)深化物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
縱觀測控系統(tǒng)網(wǎng)絡化的發(fā)展歷程,從儀表電氣、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)到無線網(wǎng)絡,我們可以注意到目前無線融入技術(shù)與有線無線異構(gòu)成為測控網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢,而這也從一方面助推著物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的深化發(fā)展。無線通訊技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下,為各種智能現(xiàn)場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高寬帶的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。目前,無線通訊技術(shù)已經(jīng)從最初的作為有線技術(shù)的補充發(fā)展為無線有線共存,最終將會發(fā)展到實現(xiàn)感知網(wǎng)絡,實現(xiàn)工業(yè)環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)世界。
目前,無線融入技術(shù)的熱點技術(shù)與關(guān)鍵問題集中在可靠性、兼容性、實時性、安全性以及能耗問題方面。在工業(yè)無線測控與有線側(cè)控網(wǎng)絡的互聯(lián)問題上,兼容性方面需要重點考慮如何實現(xiàn)無線/有線的協(xié)議轉(zhuǎn)換、如何設計通信接口以及如何實現(xiàn)對無線測控網(wǎng)絡中節(jié)點(現(xiàn)場設備)進行操作;無線網(wǎng)絡接入技術(shù)的能耗問題方面,可以通過采用多工作方式、增加休眠時間、減少通信流量、選擇調(diào)制機制、協(xié)議設計來實現(xiàn)模塊能耗的降低,另外在能量挖掘上也有降耗的空間,比如太陽能方面可以降低發(fā)射功率,風能方面可以選擇較短的通訊距離等等。
另外,無線融入異構(gòu)網(wǎng)絡的關(guān)鍵問題包括轉(zhuǎn)發(fā)延遲、帶寬差異、報文轉(zhuǎn)發(fā)類型選擇以及安全問題,費院長介紹了幾種解決此類問題的策略,他說:“我們可以通過采用OPC技術(shù),在監(jiān)控層解決異構(gòu);還可以通過網(wǎng)橋進行數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā),通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換不同現(xiàn)場設備間的用戶應用和設備信息,通過中繼器來連接無線與有線網(wǎng)絡,這在現(xiàn)場設備層解決了異構(gòu)問題?!?/FONT>
面對標準與市場方面的壓力,無線技術(shù)需要走的路還很長,而物聯(lián)網(wǎng)的興起恰恰為面臨瓶頸的無線技術(shù)帶來了新的發(fā)展機遇。
物聯(lián)網(wǎng)擴展工業(yè)無線網(wǎng)絡發(fā)展空間
十七大提出了“發(fā)展現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系,大力推進信息化與工業(yè)化融合,促進工業(yè)由大變強,振興裝備制造業(yè),淘汰落后生產(chǎn)能力”的基本政策,工業(yè)化帶動信息化,信息化推動工業(yè)化也成為我國工業(yè)發(fā)展的既定方針。上海工業(yè)自動化儀表研究院智能儀表與系統(tǒng)研究所副所長涂煊認為,當前應該充分利用無線傳感器網(wǎng)絡WSN的特點,為節(jié)能降耗減排的有效實施開展科研開發(fā)工作,這也受到自動化業(yè)界的極大重視。
不可忽略的是,物聯(lián)網(wǎng)涉及面廣,標準化工作也分散在不同的標準組織,工作側(cè)重點也不同,彼此之間有交叉重疊,涉及到的國際標準組織主要有ISO/IEC、IEEE、IETF等。目前,中國物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組已經(jīng)在北京成立,這將大大推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和標準的制定,同時也將成為工業(yè)無線網(wǎng)絡市場的“風向標”,在為工業(yè)無線網(wǎng)絡市場提供發(fā)展空間的同時,也為其開啟了新的發(fā)展方向。
(轉(zhuǎn)載)