面向工厂自动化应用的无线网络技术

中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn内容提要•无线技术的优势•工厂自动化应用需求•技术挑战•基于无线网络的工厂自动化系统体系结构•行业应用前景中国科学院沈阳自动化研究所•降低投资成本（最高降低90％）；•降低使用成本；•灵活，易于改造；•覆盖有线不可达的区域。中国科学院沈阳自动化研究所？•低成本的泛在感知技术将引发传统测控模式的变革；•为一些由于环境、成本等因素不能进行实时在线测控的应用提供了解决方案。中国科学院沈阳自动化研究所——电机状态监测无线传感器无线网络中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn工厂自动化应用需求•SP100TechnicalRequirement中国科学院沈阳自动化研究所•高可靠–在工厂复杂的RF环境下，可靠传输率要超过95％。•实时–数据传输延迟应低于1.5倍的传感器采样时间。•节能–无线设备其自主运行的寿命应达到3至5年。•安全–网络安全和数据安全。•兼容–与工厂原有的有线控制网络互连和互操作。中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn共存问题中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn工厂自动化系统体系结构控制网络设备网络高速无线骨干网高速无线现场子网低速、低能耗无线现场子网中国科学院沈阳自动化研究所：成帧、信道共享、扩频调制端到端通信：网络路由、拥塞控制面向应用的通信模式定义ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkPHY中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn行业应用前景•OnWorld预测未来无线技术应用增长最快的行业：–Oilandgas–Water/wastewater–Chemical/petrochemical–Electricpower–Automotive中国科学院沈阳自动化研究所•应用需求–油井系统节能–降低维修费用–提高管理水平–电机、油/水泵的状态监控–安全防盗中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn覆盖采油区的无线网络中国科学院沈阳自动化研究所•检测减压阀及流通阀的泄漏情况。中国科学院沈阳自动化研究所•环境限制，难以布线。•利用无线技术实现对远程传感器信息的实时采集。•TheOrangeCountyWaterReclamation,FL.•40-acrefacility.中国科学院沈阳自动化研究所://www.sia.ac.cn电子关封SS49E霍尔传感器滤波处理比较器8位数字电位器蜂鸣器/LED报警电路单片机ATMEGA128L433MHz射频通信电路本地数据存储器SS49E霍尔传感器滤波处理电源及管理电路传感模块处理通信模块中国科学院沈阳自动化研究所•由大量可监测空气温度、空气湿度、日照强度等环境参数的微传感器节点通过无线的方式互联构成的网络化系统，对大型温室的环境进行自动监控。中国科学院沈阳自动化研究所•布设灵活方便，工程成本低。•系统的鲁棒性高，单个节点的损坏不会影响系统的正常运行，•空间分辨率高，可实现高密度的精细环境参数监测。•易于使用和维护，可以长期在无人值守的条件下运行。中国科学院沈阳自动化研究所:EmergencyactionControlClass1:ClosedloopregulatorycontrolClass2:ClosedloopsupervisorycontrolClass3:OpenloopcontrolMonitoringClass4:AlertingClass5:Logging&downloading/uploading