无线通讯技术在工业自动化领域中的应用

张茗哲

摘要：中国工业自动化设备的加速实施增加了我国工业自动化设备的市场需求，未来一段时间，我国对工业自动化系统的需求仍将保持旺盛。我国现阶段电子信息产业的快速发展，在国家政策和长期技术积累的大力支持下，为工业自动化进程的发展提供了有力的支持。在当前信息时代，无线网络的应用越来越广泛。在此基础上，下面讨论无线通信技术在工业自动化领域的应用，以供参考。

关键词：无线通信技术;工业自动化领域;应用分析

一、常见的无线通信技术

1）Wi-Fi技术。Wi-Fi技术是目前比较成熟的技术，它已经在各个领域中广泛应用，而且这种技術在局域网中应用非常广泛，但是这种技术存在安全隐患，容易被黑客攻入。2）WiMax技术。该技术起步较晚，目前仍然处于研究阶段，对其进一步的性能需要进一步探讨，但其结构新颖，传输距离大，速度快，虽然仍然是在研究阶段，但后期的发展潜力巨大相信在今后的发展中能占据一席之地。3）LMDS技术。该技术已经达到了20GHZ的工作频率。家庭宽带就是采用这种技术，当然，对降雨等现象会影响到其信号，在雷雨天气的情况下其传输距离很缩短到2km。LMDS非常适合用户密集的环境，因此它可以适应多种数据传输，满足各种需求，作为无线接入的一种方式，并符合高速和宽带网络发展的趋势。无线传感器网络（Wire—lmsSensorNetwork，WSN）是最新且流行的无线技术应用。正因为新颖，所以目前全球有许多研究机构和组织从事技术和规格开发，提供不同的技术标准，LMDS另一个采用ZigBee技术，因为ZigBee技术复杂度低，而且功耗较为低，从而在工控领域、医疗等领域占据着巨大的市场，而且随着技术的发展，新技术不断的发展，将会变得越来越成熟，越来越先进。

二、无线通讯技术在工业自动化领域中的应用价值

无线通信技术在工业领域的应用主要是对自动化设备的控制，尤其是短距离控制，更为突出，有助于提高工业生产的整体效率。因此，无线通信技术被工业自动化所瞩目。第一，功耗大大降低，突出了无线短距离网络的潜力，以休眠方式接收信息，缩短了运行时间，减少了功耗和消耗，同时显着提高了生产效率。第二，数据传输速度更快。无线短距离网络的作用是为固定宽带用户提供通道数据信息，更详细、更专业化，保证数据传输的准确性和可靠性，防止中断现象，提高数据传输效率。再次，设备类型很多。依靠合理的结构安装很多设备和设备，网络功能庞大是实现网络功能的基础。最后，兼容性很好。要实现兼容性，必须在网络协调器的基础上构建新的网络结构，满足通道访问的需要，保持信息传输的安全性和可靠性，有效地利用数据信息功能。

三、无线通讯技术在工业自动化中的应用

（一）LTE技术

LTE技术是4G技术中的核心力量，LTE技术在4G所有基础网络中获得了广泛的应用。LTE技术中的通讯标准主要是通过对3GUMTS技术的优化后得来。因此，所有通讯运营商都将LTE技术作为首选。LTE技术能够将UMTS中的电路交换转化为基础网络架构，在峰值状态下的下载速率为299.6Mbit/s，上传速率为75.4Mbit/s。同时，LTE通讯网络还得到了强化，能够以350km/h500km/h的速率来接受不同频段的网络数据，使其在通讯的质量和效率上显著优于Wi-Fi技术。LTE技术的运用成功促进传统通讯电路交换机制的变革，为各种语音数据的交互提供了高效的IP平台支持。基于上述的介绍，可以发现Wi-Fi技术尤其适合个人、单位和家庭网络。目前世界各国通讯公司正不断加大对LTE网络技术的改良研究，以期能够进一步增强LTE网络的数据传输效率，提高数据传输的安全性。

（二）无线短程网

无线短距离网络可以利用短距离、小型无线网络，根据低功耗、低成本的应用环境要求提供通信服务，以满足低功耗和低成本应用环境的要求，其中最具代表性的是蓝牙、ZigBee、UWB、NFC和红外技术。目前，在工业自动化领域，短距离无线网络是应用最广泛的通信技术之一。在工业场景中，现场传感器和其他设备可以相互连接到无线传感器管理网络，作为内部数据采集管理工具。满足大多数工厂需求的生产和管理信息服务。将短距离无线网络应用于工业环境，可以提高工业系统的自主性和可靠性。短距离无线网络有三个优点：（1）数据传输速度快。短距离无线网络通过向固定带宽用户提供专用数据信息，以确保通信效率和速度，大大减少了拥塞。（2）强大的网络功能。短距离无线网络最多可以有数万个从属设备和一个主设备。且就网络结构而言，多个短距离无线网络可以同时存在于一个区域中。（3）低工作功率。短距离无线网络通常以休眠模式运行。在临时回复信息时，工作时间相对较短，从而最大限度地降低功耗，提高工作效率。

（三）筑路工程中蓝牙技术的应用

蓝牙技术的抗干扰能力较强，而且传输距离10m左右，对小型工程机械应用具有较大的市场，可以通过蓝牙技术，对7台设备进行有效监控，当然它的传输距离有限，对大工程应用较为复杂，而且对蓝牙技术，其传输速率较低，在整个应用过程中，对蓝牙的传输应用于工程机械的较少，一般会用于手机与手机之间的传输，而作为新兴的ZigBee技术已经远远超过他，而且ZigBee技术低功耗和价格低的优势，使得ZigBee技术越来越受到人们的喜欢，因而蓝牙技术在发展中，其优势在慢慢变低，ZigBee技术在慢慢的取代蓝牙技术，希望对蓝牙技术，能在今后的发展中找到出路。

（四）无线局域网依托传输优势，强化工业自动化领域数据

传输效率的提升对于无线局域网而言，其特点是传输距离较短，效率较高，尤其是面对工业领域电缆禁用区域，有线局域网的应用受到限制，无线局域网获得了适时发展契机，尤其是在工业自动化范畴，微电子发展迅速，以计算机与感应器为依托，积极构建与控制网络运行，强化工业联网与通讯能力的增强。另外，无线局域网能够满足多样化的通信方式，尤其是达到一对一以及一对多的要求，更显行业价值。基于多元化的工业环境，能够对无线网络接入方式进行合理、针对性选择，切实提升数据传输能力，信息处理效率显著提高。

结束语

随着低成本智能传感器的广泛应用和对大数据分析的需求增加，工业自动化中的数据量将以惊人的速度增长。网络中节点数量的增加，使我们能够更加关注成本和能耗。在网络快速发展的过程中，安全问题也越来越突出，而工业自动化控制则需要速度和可靠性。未来，数据量大、时延低、复盖面广、安全性高、可靠性高，都是无线通信技术在工业自动化中的研究方向。