重工业环境无线通信技术应用

　　随着我国机械制造、航天军工等重工业技术的快速发展，传统的生产模式已经无法适合现代工业制造需求。为了提高重工业生产的自动化控制能力，重工业生产环境部署了许多的传感器设备，并且采用无线通信技术实现数据收发。目前，重工业环境常用的无线通信技术包括WiFi、Zigbee、6LoWPAN，构建了无线局域网，能够精确实现数据共享，具有重要的作用。

 

　　1 引言

 

　　随着我国国防军工、大型民用建筑的快速发展，促进了重工业生产的改革和转型，以便能够提高重工业生产效率和精确程度。目前，传统重工业生产模式已经无法满足时代建设的需求，在工业生产模式中引入了先进的无线通信技术、“互联网+”及智能制造技术，取得了显著的应用效果。

 

　　目前，重工业生产环境中部署了许多的传感器、服务器等数据终端和接收服务器，各类型的设备之间通信采用的无线技术包括多种，比如WiFi、ZigBee、6LoWPAN等，这些无线通信技术共同构成了自组织无线局域网，适合在恶劣的重工业生产环境中应用，具有非常强的抗干扰能力，实现实时通信，并且具有非常低的功耗。

 

　　2 重工业环境汇总无线通信技术应用现状

 

　　重工业生产环境恶劣，采用有线光缆不利于组网，并且易于损坏，因此使用ZigBee、WiFi和6LoWPAN等无线通信技术，可以提高组网的灵活性，每一种无线通信技术应用描述如下：

 

　　2.1 ZigBee技术

 

　　ZigBee技术是一种低速率、短距离无线通信技术，其可以将部署于重工业环境中的传感器连接在一起，形成一个良好的自组织通信网络。网络通信可靠性较高，具有较低的节点功耗，实现重工业生产数据的集中式共享、传输管理。

 

　　2.2 6LoWPAN技术

 

　　6LoWPAN(IPv6 over IEEE 802.15.4)是一种基于IPv6的低速无线个域网通信标准，其可以把传统的无线通信协议扩展到IP链路上，进行网络通信，提高了重工业生产环境数据通信的可靠性。

 

　　2.3 WiFi技术

 

　　WiFi是一种灵活的无线数据通信系统，其可以在短距离内实现设备组网，可以作为有线局域网的延伸、也可以单独组网，实现移动计算机服务器、终端设备等实现数据传输和共享。

 

　　2.4 RFID技术

 

　　RFID是一种无线射频识别技术，该技术采用非接触式数据传输功能，能够实时的采集工业生产环境的设备信息，并且将这些信息保存在RFID服务器中，实现数据流的实时化传输和共享。

 

　　2.5 4G移动通信技术

 

　　4G通信技术已经成为当前无线移动通信的主流技术，该技术使用OFDM的多址接入模式，可以有效的增强无线链路通信技术，采用高可靠性的软件无线电技术和高校的调制解调技术，有效的提高了数据传输的速率。

 

　　目前，通过对重工业生产企业进行调研和分析，本文选取了近1101家汽车制造、带钢生产、机械加工、船舶制造、煤焦化行业等重工业生产制造企业的进行了环境通信和分析，发现许多工厂采用无线通信技术实时数据传输，具体的应用情况如表1所示。

 

　　3 重工业环境无线通信技术应用发展趋势

 

　　随着重工业应用环境无线通信技术的普及和发展，近年来无线通信技术得到了迅速的提升，尤其是随着物联网技术的提出，集成RFID、ZigBee、传感器、光缆线路等开发了更加先进的重工业生产控制系统。但是，由于重工业生产环境比较复杂，现场比较恶劣，因此未来无线通信技术的应用发展具有以下趋势：

 

　　3.1 恶劣环境生存能力

 

　　由于重工业环境存在大量的金属，机器运行时产生大量的电磁场，因此无线通信技术需要较强的传输可靠性，保证数据在恶劣的生存环境中依然能够准确传输，实现无差错传输。

 

　　3.2 自组织能力

 

　　重工业生产环境布置的传感器、终端信息采集设备较多，并且随着通信设备的使用，这些设备非常容易损坏，通信节点随时可能退出或加入，因此无线通信技术需要实现自组织能力，以便能够满足工业生产数据和控制命令传输需求。

 

　　3.3 易管理特性

 

　　无线通信技术组网过程中需要满足易管理特性，便于及时的定位网络故障，并且能够在短时间内迅速解除故障，恢复网络的正常运行特性，提高无线网络在重工业环境应用中的可维护性。

 

　　3.4 易扩展性

 

　　重工业生产现场需求多变，通常需要在短时间内频繁更换设备，包括增加设备、删除设备，因此无线网络技术需要保持易扩展性，以便能够及时的扩展网络节点，保持无线网络通信的完善性。

 

　　综上所述，无线通信技术的应用发展趋势可以归结为较强的可靠性、自组织性、易管理性和易扩展性，保持无线网络通信技术先进性，更好的满足重工业通信需求。

 

　　4 结束语

 

　　随着重工业自动化、信息化、智能化的发展，重工业生产环节之间变得更加紧密，每一个环节发生中断或错误都会影响重工业的生产效率。无线通信技术作为可靠的数据传输、共享技术，可以通过传感器实时的检测设备运行数据，发送相关的自动化控制命令，控制生产线的运转。

 

　　作者：刘宝峰 来源：电子技术与软件工程 2016年5期

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