工业自动化的发展,无线通信技术在工业应用中得到越来越广泛的应用。工业无线通信技术以其高效、灵活、便捷的特点,能够有效解决有线通信在工业环境下的种种限制,使工业生产和控制更加智能化。本文将简要介绍工业无线通信的几种主要技术。
WLAN
WLAN(Wireless Local Area Network)即无线局域网,是将两台或更多的计算机组成局域网,实现资源共享和信息传递。WLAN广泛应用于工业生产车间、仓储物流等场所,可实现移动终端如手持设备的网络接入,也可设置无线AP实现无线覆盖。
WLAN主要使用Wi-Fi技术,按照通信距离可分为个人区域网、局域网和广域网。常见的工业无线局域网标准有802.11a/b/g/n/ac,使用2.4GHz或5GHz频段,传输距离约为100米。工业WLAN需要选择防尘、防水、耐高温、抗干扰的专业级工业Wi-Fi设备。
WPAN
WPAN(Wireless Personal Area Network)即无线个人区域网,用于数据传输与通信范围较小的应用场景。典型的WPAN技术有红外通信、ZigBee、Bluetooth等。
ZigBee基于IEEE 802.15.4标准,主要用于传感器、执行器等设备的短距离无线通信,传输距离约10-100米。ZigBee设备功耗较低,网络构建简单、稳定,应用广泛。Bluetooth主要用于短距离小数据量传输,传输距离约10米,应用于工业现场参数配置等场景。
工业WLAN
工业无线局域网(Industrial Wireless LAN)是面向工业应用的无线接入技术,需要具备抗干扰、实时性等特点。主要应用于工业无线控制、工业无线监控等领域。
工业WLAN与一般WLAN相比,在设计上更加强调可靠性、实时性、安全性等指标。常用的工业WLAN技术有WirelessHART、ISA100.11a等。WirelessHART基于HART通信协议,主要用于工业过程监测;ISA100.11a具有低延时和自组网能力,可实现无线设备的可靠连接。
LPWAN
LPWAN(Low Power Wide Area Network)超低功耗广域网,是近年来兴起的无线通信技术,具有传输距离远、功耗低的特点。典型的LPWAN技术有LoRa、NB-IoT等。
LoRa基于免许可的ISM频段,单节点连接距离可达15公里,可用于工业环境监测。NB-IoT是细胞蜂窝网络的一种狭带技术,也可提供长距离低功耗连接,用于工业IOT等应用。
总结
工业无线通信技术种类繁多,根据应用场景的需要选择不同的技术非常重要。本文简要介绍了WLAN、WPAN、工业WLAN、LPWAN等工业无线通信技术。这些技术为工业生产过程提供了高效可靠的无线连接,推动工业向无线、移动和智能方向发展,使工业互联网时代的到来成为可能。