重工業環境無線通信技術應用

劉寶峰

摘 要 隨著我國機械制造、航天軍工等重工業的快速發展，傳統的生產模式已經無法適合現代工業制造需求。為了提高重工業生產的自動化控制能力，重工業生產環境部署了許多的傳感器設備，并且采用無線通信技術實現數據收發。目前，重工業環境常用的無線通信技術包括WiFi、Zigbee、6LoWPAN，構建了無線局域網，能夠精確實現數據共享，具有重要的作用。

【關鍵詞】重工業 無線通信 WiFi ZigBee

1 引言

隨著我國國防軍工、大型民用建筑的快速發展，促進了重工業生產的改革和轉型，以便能夠提高重工業生產效率和精確程度。目前，傳統重工業生產模式已經無法滿足時代建設的需求，在工業生產模式中引入了先進的無線通信技術、“互聯網+”及智能制造技術，取得了顯著的應用效果。

目前，重工業生產環境中部署了許多的傳感器、服務器等數據終端和接收服務器，各類型的設備之間通信采用的無線技術包括多種，比如WiFi、ZigBee、6LoWPAN等，這些無線通信技術共同構成了自組織無線局域網，適合在惡劣的重工業生產環境中應用，具有非常強的抗干擾能力，實現實時通信，并且具有非常低的功耗。

2 重工業環境匯總無線通信技術應用現狀

重工業生產環境惡劣，采用有線光纜不利于組網，并且易于損壞，因此使用ZigBee、WiFi和6LoWPAN等無線通信技術，可以提高組網的靈活性，每一種無線通信技術應用描述如下：

2.1 ZigBee技術

ZigBee技術是一種低速率、短距離無線通信技術，其可以將部署于重工業環境中的傳感器連接在一起，形成一個良好的自組織通信網絡。網絡通信可靠性較高，具有較低的節點功耗，實現重工業生產數據的集中式共享、傳輸管理。

2.2 6LoWPAN技術

6LoWPAN（IPv6 over IEEE 802.15.4）是一種基于IPv6的低速無線個域網通信標準，其可以把傳統的無線通信協議擴展到IP鏈路上，進行網絡通信，提高了重工業生產環境數據通信的可靠性。

2.3 WiFi技術

WiFi是一種靈活的無線數據通信系統，其可以在短距離內實現設備組網，可以作為有線局域網的延伸、也可以單獨組網，實現移動計算機服務器、終端設備等實現數據傳輸和共享。

2.4 RFID技術

RFID是一種無線射頻識別技術，該技術采用非接觸式數據傳輸功能，能夠實時的采集工業生產環境的設備信息，并且將這些信息保存在RFID服務器中，實現數據流的實時化傳輸和共享。

2.5 4G移動通信技術

4G通信技術已經成為當前無線移動通信的主流技術，該技術使用OFDM的多址接入模式，可以有效的增強無線鏈路通信技術，采用高可靠性的軟件無線電技術和高校的調制解調技術，有效的提高了數據傳輸的速率。

目前，通過對重工業生產企業進行調研和分析，本文選取了近1101家汽車制造、帶鋼生產、機械加工、船舶制造、煤焦化行業等重工業生產制造企業的進行了環境通信和分析，發現許多工廠采用無線通信技術實時數據傳輸，具體的應用情況如表1所示。

3 重工業環境無線通信技術應用發展趨勢

隨著重工業應用環境無線通信技術的普及和發展，近年來無線通信技術得到了迅速的提升，尤其是隨著物聯網技術的提出，集成RFID、ZigBee、傳感器、光纜線路等開發了更加先進的重工業生產控制系統。但是，由于重工業生產環境比較復雜，現場比較惡劣，因此未來無線通信技術的應用發展具有以下趨勢：

3.1 惡劣環境生存能力

由于重工業環境存在大量的金屬，機器運行時產生大量的電磁場，因此無線通信技術需要較強的傳輸可靠性，保證數據在惡劣的生存環境中依然能夠準確傳輸，實現無差錯傳輸。

3.2 自組織能力

重工業生產環境布置的傳感器、終端信息采集設備較多，并且隨著通信設備的使用，這些設備非常容易損壞，通信節點隨時可能退出或加入，因此無線通信技術需要實現自組織能力，以便能夠滿足工業生產數據和控制命令傳輸需求。

3.3 易管理特性

無線通信技術組網過程中需要滿足易管理特性，便于及時的定位網絡故障，并且能夠在短時間內迅速解除故障，恢復網絡的正常運行特性，提高無線網絡在重工業環境應用中的可維護性。

3.4 易擴展性

重工業生產現場需求多變，通常需要在短時間內頻繁更換設備，包括增加設備、刪除設備，因此無線網絡技術需要保持易擴展性，以便能夠及時的擴展網絡節點，保持無線網絡通信的完善性。

綜上所述，無線通信技術的應用發展趨勢可以歸結為較強的可靠性、自組織性、易管理性和易擴展性，保持無線網絡通信技術先進性，更好的滿足重工業通信需求。

4 結束語

隨著重工業自動化、信息化、智能化的發展，重工業生產環節之間變得更加緊密，每一個環節發生中斷或錯誤都會影響重工業的生產效率。無線通信技術作為可靠的數據傳輸、共享技術，可以通過傳感器實時的檢測設備運行數據，發送相關的自動化控制命令，控制生產線的運轉。

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作者單位

神華烏海能源有限責任公司西來峰煤化工分公司 內蒙古自治區烏海市 016000