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常用无线通信协议比较 工业无线技术比较

工业无线技巧是继现场总线之后,工业节制领域的又一个热点技巧,是低落工业测控系统资源、前进工业测控系统利用范围的革命性技巧,是未来工业自动化产品新的增长点。工业无线技巧是21世纪新兴、面向设备间短程、低速度信息交互的无线通信技巧,得当在恶劣的工业现场情况应用,具有很强的抗滋扰能力、超低耗能、实时通信等技巧特性。

今朝我们所熟知的无线技巧有ZigBee、无线局域网(WiFi)、蓝牙(Blue-tooth)、超宽频(UWB)等。但他们因为自身协议的限定(如发射功率、安然等级、抗滋扰性等方面的机能),平日利用于破费电子产品,不得当繁杂的工业现场情况。其特征如表1所示:

表1 常用无线通信协议对照

今朝工业无线技巧领域已经形成了三大年夜国际标准,分手是由HART基金会宣布的WirelessHART标准,ISA国际自动化协会(原美国仪器仪表协会)宣布的ISA100.11a标准、和我国自立研发的WIA-PA和WIA-FA标准。

技巧简介

WirelessHART

WirelessHART标准是2007年9月由HART通讯基金会宣布,是第一个专门为历程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准,满意了工业工厂对付靠得住、强劲、安然的无线通讯要领的迫切需求。作为HART7技巧规范的一部分,除了维持现有HART设备、敕令和对象的能力,它增添了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月赞许宣布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591(Ed.1.0),是第一个历程自动化领域的无线传感器收集国际标准。该收集应用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准,采纳直接序列扩频(DSSS)、通信安然与靠得住的信道跳频、时分多址(TDMA)同步、收集上设备间延控通信(Latency-controlled Communications)等技巧,WirelessHART标准协议主要利用于工厂自动化领域和历程自动化领域,增补了高靠得住、低功耗及低资源的工业无线通信市场的空白。

ISA100.11a

ISA从2005年便开始启动工业无线标准ISA100.11a 的拟订事情, 已经于2014年09月得到了国际电工委员会(IEC)的赞许,成为正式国际标准,标准号IEC 62734。我国重庆邮电学院作为核心单位也介入该标准的拟订。ISA 100.11a是第一个开放的、面向多种工业利用的标准族。ISA100.11a标准定义的工业无线设备包括传感器、履行器、无线手持设备等现场自动化设备,主要内容包括工业无线的收集构架、共存性、鲁棒性以及与有线现场收集的互操作性等。ISA100.11a标准可办理与其他短间隔无线收集的共存性问题以及无线通信的靠得住性和确定性问题,其核心技巧包括正确光阴同步技巧、自适应跳信道技巧、确定性调整技巧、数据链路层子网路由技巧和安然治理规划等,并具稀有据传输靠得住、准确、实时、低功耗等特征。

WIA

WIA技巧一种高靠得住性、超低功耗的智能多跳无线传感收集技巧,该技巧供给一种自组织、自治愈的智能Mesh收集路由机制,能够针对利用前提和情况的动态变更,维持收集机能的高靠得住性和强稳定性。同时,环抱语义化数字工厂建模与动态办事组合,研发了WIA-PA和WIA-FA两项IEC国际标准和产品体系,打通了跨协议、软件和系统的互操作接口

---WIA-PA

WIA-PA是一种颠末实际利用验证的、得当于繁杂工业情况利用的无线通信收集协议。它在光阴上(时分多址TDMA)、频率上(奇妙的FHSS跳频机制)和空间上(基于网状及星型混杂收集拓扑形成的靠得住路径传输)的综合机动性,使这个相对简单但又很有效的协议具有嵌入式的自组织和自愈能力,大年夜大年夜低落了安装的繁杂性,确保了无线收集具有经久而且可预期的机能。

WIA-PA已于2011年正式成为IEC 62601国际标准。

---WIA-FA

WIA-FA技巧是专门针对工厂自动化高实时、高靠得住性要求而研发的一组工厂自动化无线数据传输的办理规划,适用于工厂自动化对速率及靠得住性要求较高的工业无线局域收集,实现高速无线数据传输。采纳无线系统可以使车间内加倍干净、整齐,打消线缆对车间内职员羁绊、纠缠等危险,使车间的事情情况加倍安然,具有低资源、易应用、易掩护等优点,是工厂自动化临盆线实现在线可重构的紧张使能技巧,将助推我国制造业的转型进级。

几日前,WIA-FA正式成为国际电工委员会(IEC)标准(IEC 62948)。

专家们用一句话概括了当前的场所场面是:工业无线,三足鼎峙。

工业无线技巧对照

今朝,WirelessHART、ISA100.11a和WIA这三大年夜国际工业无线标准各具上风和特色。

表2 三种协议机能比较

工业无线技巧的核心技巧包括光阴同步、确定性调整、跳信道、路由和安然技巧等。表2经由过程从物理层、数据链路层、收集层等方面对三个标准进行对照阐发,可以看到三大年夜标准具有相似的特性,其标准协议体系布局都遵照OSI模型,并且都引用IEEE802.15.4作为物理层标准。

今朝,WirelessHART标准已有大年夜量的收集设备和利用设备被研制出来,举世已在应用的HART设备跨越2600万台,用户已经具有必然的HART培训和应用履历,认识WirelessHART无线协议只必要极少的改变。艾默生已经推出了兼容HART标准的自动化产品(如无线适配器)以及WirelessHART仪表、网关,并投入应用,ABB、E+H、P+F等仪表和现场设备供给商都在积极地推出产品。博微公司已经研制出海内首款WirelessHART 模块及网关,并获获成功利用以及优越的客户反馈,WirelessHART适配器也已经在研制历程中。ISA100.11a也被不少欧美企业所采纳和支配,在工业无线市场上取得了广泛的认可,横河电机(Yokogawa)和霍尼韦尔(Honeywell)两大年夜巨子已经开拓出了ISA100.11a中等规模的系统办理规划。WIA-PA技巧在冶金、石化等领域进行了初步利用,获得了用户的认可。WIA-FA用于实现传感器、变送器、履行机构等工厂自动化设备之间,高安然、高靠得住、硬实时信息交互的无线收集技巧,可广泛利用于离散制造业设置设备摆设的智能化进级。

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