摘要：目前，無線通訊技術(shù)已經(jīng)從最初的作為有線技術(shù)的補(bǔ)充發(fā)展為無線有線共存，最終將會發(fā)展到實(shí)現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)世界。
不論是美國的“智慧地球”、日本與韓國的“U社會”戰(zhàn)略，還是國內(nèi)的“傳感中國”，都昭示著物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)以迅雷不及掩耳之勢席卷全球。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，2009年11月被確定為我國今后七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。集RFID、WSN、傳感、感知/識別等技術(shù)于一身的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在其相關(guān)產(chǎn)業(yè)中掀起一股強(qiáng)勁的發(fā)展熱潮，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)市場也隨之一觸即發(fā)。近年來，無線技術(shù)發(fā)展迅速，盡管工業(yè)以太網(wǎng)憑借其成熟的技術(shù)、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域、高速的傳輸速率在工業(yè)應(yīng)用中占據(jù)大片江山，但安裝維護(hù)成本低廉、可擴(kuò)展性強(qiáng)、無需現(xiàn)場布線等優(yōu)勢，也使得無線技術(shù)逐漸走入工業(yè)領(lǐng)域。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步普及以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，又為工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)市場的發(fā)展帶來新的發(fā)展空間。
工業(yè)市場成為物聯(lián)網(wǎng)重要應(yīng)用領(lǐng)域
從技術(shù)上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的自動(dòng)化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡(luò);從物理上理解，把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。
很顯然，工業(yè)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院副院長費(fèi)敏銳介紹說：“具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計(jì)算模式、移動(dòng)通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，并降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段?！?/FONT>
在環(huán)保行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備融合可以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在某些重點(diǎn)企業(yè)的排污口安裝無線傳感設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，同時(shí)可以遠(yuǎn)程關(guān)閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。據(jù)了解，目前電信運(yùn)營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實(shí)時(shí)監(jiān)測解決方案。同時(shí)，在制造業(yè)的供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)過程的工藝優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)備的監(jiān)控管理以及工業(yè)安全生產(chǎn)管理方面，物聯(lián)網(wǎng)的介入都成為了大勢所趨。
無線融入技術(shù)深化物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
縱觀測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展歷程，從儀表電氣、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)到無線網(wǎng)絡(luò)，我們可以注意到目前無線融入技術(shù)與有線無線異構(gòu)成為測控網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢，而這也從一方面助推著物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的深化發(fā)展。無線通訊技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設(shè)備、移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備之間的通信提供高寬帶的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。目前，無線通訊技術(shù)已經(jīng)從最初的作為有線技術(shù)的補(bǔ)充發(fā)展為無線有線共存，最終將會發(fā)展到實(shí)現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)世界。
目前，無線融入技術(shù)的熱點(diǎn)技術(shù)與關(guān)鍵問題集中在可靠性、兼容性、實(shí)時(shí)性、安全性以及能耗問題方面。在工業(yè)無線測控與有線側(cè)控網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題上，兼容性方面需要重點(diǎn)考慮如何實(shí)現(xiàn)無線/有線的協(xié)議轉(zhuǎn)換、如何設(shè)計(jì)通信接口以及如何實(shí)現(xiàn)對無線測控網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)(現(xiàn)場設(shè)備)進(jìn)行操作;無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的能耗問題方面，可以通過采用多工作方式、增加休眠時(shí)間、減少通信流量、選擇調(diào)制機(jī)制、協(xié)議設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)模塊能耗的降低，另外在能量挖掘上也有降耗的空間，比如太陽能方面可以降低發(fā)射功率，風(fēng)能方面可以選擇較短的通訊距離等等。
另外，無線融入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問題包括轉(zhuǎn)發(fā)延遲、帶寬差異、報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)類型選擇以及安全問題，費(fèi)院長介紹了幾種解決此類問題的策略，他說：“我們可以通過采用OPC技術(shù)，在監(jiān)控層解決異構(gòu);還可以通過網(wǎng)橋進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā)，通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換不同現(xiàn)場設(shè)備間的用戶應(yīng)用和設(shè)備信息，通過中繼器來連接無線與有線網(wǎng)絡(luò)，這在現(xiàn)場設(shè)備層解決了異構(gòu)問題。”
面對標(biāo)準(zhǔn)與市場方面的壓力，無線技術(shù)需要走的路還很長，而物聯(lián)網(wǎng)的興起恰恰為面臨瓶頸的無線技術(shù)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。
物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間
十七大提出了“發(fā)展現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合，促進(jìn)工業(yè)由大變強(qiáng)，振興裝備制造業(yè)，淘汰落后生產(chǎn)能力”的基本政策，工業(yè)化帶動(dòng)信息化，信息化推動(dòng)工業(yè)化也成為我國工業(yè)發(fā)展的既定方針。上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院智能儀表與系統(tǒng)研究所副所長涂煊認(rèn)為，當(dāng)前應(yīng)該充分利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的特點(diǎn)，為節(jié)能降耗減排的有效實(shí)施開展科研開發(fā)工作，這也受到自動(dòng)化業(yè)界的極大重視。
不可忽略的是，物聯(lián)網(wǎng)涉及面廣，標(biāo)準(zhǔn)化工作也分散在不同的標(biāo)準(zhǔn)組織，工作側(cè)重點(diǎn)也不同，彼此之間有交叉重疊，涉及到的國際標(biāo)準(zhǔn)組織主要有ISO/IEC、IEEE、IETF等。目前，中國物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組已經(jīng)在北京成立，這將大大推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)的制定，同時(shí)也將成為工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)市場的“風(fēng)向標(biāo)”，在為工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)市場提供發(fā)展空間的同時(shí)，也為其開啟了新的發(fā)展方向。
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