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摘 要：随着计算机、通信和网络技术的发展，我国工业通信技术也逐渐朝着智能化和网络化的方向进行发展。由于无线技术具有较强的抗干扰能力、能耗超低以及实时通信等特点，同时该技术扩展性强、移动灵活、不受限制以及安全可靠，并且能够以较低的使用成本和投资对工业全流程进行全面的监测。因此，无线技术在工业自动化中得到了广泛的应用，应取得了良好的社会效益和经济效益。下面该文章主要介绍无线技术的优点、Zigbee的优点及应用领域、UWB的优点及应用领域，以此为工业自动化的发展提供坚实的基础。
关键词：无线技术；工业自动化；应用
一、无线技术的优点
1、节约成本，建立方便
有线通信的建立必须通过物理链路，布置线缆费时费力，有时，由于某些工业环境及其地理位置的特殊性，不易布线。即使建好以后，还易遭受雷击、环境的腐蚀及鼠虫的啮咬：一旦出了故障，不但不易查找，维修起来也很不方便。相比而言，无线技术就要便利的多，无需布线，故障诊断也很容易，可以借助网络进行远程诊断。
2、追加节点，扩展性强
一个通信网络建好以后，往往因为某种原因增加新的设备节点，如果采用有线方式就要追加布线，更极端的情况可能破坏原来的通信链路。但是，如果采用无线组网，就可以在已有的无线网络的基础上，增加无线接入点，修改少量的软件设置就可以达到扩展节点的目的。
3、移动灵活，不受限制
对于工业无线网络的节点而言，只要它能执行自己的功能，可以把节点放置到某个工业区域的任何地方，物理移动有着很大的自由性。
4、抗干扰强，安全可靠
无线技术有自己的安全协议，有独特的加密算法，不易被窃听：由于采用了扩频或跳频技术，具有很好的抗干扰性，这在恶劣的工业环境中极为重要。
二、Zigbee的优点及应用领域
1、Zigbee技术的优点
（1）消耗的功率较低
相对于其他的无线技术或者有线的通信技术，Zigbee可以使用两节5号电池支持在待机模式下使用6个月以上，这也是最令Zigbee设计者自豪的事，也是其在市场竞争中最大的优势。
（2）成本低
由于Zigbee协议简单，数据传输的速率低，从而有效降低了成本，根据市场发展的规模，Zigbee具有广大的发挥空间。
（3）容量大、范围小
按照测试结果，Zigbee的网络科容纳节点达到65536个，但其有效覆盖的范围仅达到10-75m，相对较小。
（4）频段灵活多变
Zigbee使用的工作频段较多，而且可变，重要的是其采用的频段均是免执照的频段。
（5）安全可靠性高，转变速度快
根据Zigbee的协议，其提供了更加完整的检查和鉴定功能，采取了加密的算法，避免碰撞等情形的发生，而且在设计的时候也为出现意外而预留了空间，避免冲突。相较于其技术，Zigbee从休眠进入工作的状态转变速度非常快，可以应对工作的不同要求。
2、Zigbee的应用领域
Zigbee主要应用于数据传输速率不高的各种电子设备之间。其中最典型的应用是自动抄表系统。目前GPRS/CDMA无线抄表系统成本相对较高，而且还要向电信运营商支付一定费用，另一种电力线联网（PLC）技术运行则不十分稳定。相比而言，应用Zigbee网络的抄表系统由电力局自行建网，无需交纳额外的费用，此外，Zigbee网络超大的容量一般可以满足覆盖的要求，因此Zigbee在无线自动抄表领域具有广阔的前景。此外在井下无线监控、工业环境的温湿度监测、污水监测、气体监测上Zigbee也有着明显的优势。
目前，Zigbee在无线传感器网络的应用上具有较大的优势。对于无线传感器网络来说，就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成、通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，具有监测高精度、高容错性、大覆盖区域、可远程监控等众多优点。WSN可应用于工业自动化、设备故障诊断、恶劣环境生产过程监控等。无线传感器网络设计的首要目标是能源的高效利用，能够在保证正常的监测功能的情况下，尽可能少的消耗节点的能量，延长网络的生命周期。同时，传感器网络要求每个节点的成本要尽可能的低，只有这样，一个网络才可能拥有比较多的节点，在个别节点失效的情况下可以迅速的重新规划路由，从而避免网络的瘫痪。另外，Zigbee网络可以同时容纳65000多个节点，足以保证多源数据采集。
一个传感器网络通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。传感器节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分构成，是一个微型的嵌入式系统，它兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能。汇聚节点连接传感器网络和外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，并把收集到的数据转发到外部网络上。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。
针对传感器网络的结构，可以利用Zigbee节点作整个网络的传感器节点，在整个监测区域内构成一个Zigbee网络，每个传感器节点内嵌Zigbee协议栈，实现基本的Zigbee网络功能，将采集到的数据传递给汇聚节点，并接受汇聚节点对其下达的任务及命令。利用一个微处理器+GPRS模块作汇聚节点，用以连接传感器网络与GPRS网络，实现TCP/UDP等协议，将数据打包封装成帧，通过GPRS网络传递给主控制室，并将主控端的命令解封装，传达给传感器节点。在用户端接一个GPRS模块及PC机服务器做硬件平台，软件包含数据库等，对收到的数据进行分析，并对整个网络进行管理。
三、UWB的优点及应用领域
1、UWB的优势
（1）抗干扰 这主要是由其自身特点所决定的，其采用的频段与目前的通信系统频段不同，互不干扰，在发射时，其发射信号是微弱的无线电脉冲信号，输出功率非常小。
（2）速率高，耗能小
相较于Zigbee的低传输速率，UWB的传输速率很高，最高可以达到几百Mb/s，但是其耗能却非常少，这主要是由于其才射时不采用载波，仅在发射脉冲时消耗很少的能量。
（3）安全性能良好
与有线通信技术相比，无线通信技术的安全性能都比较不错，而且UWB采用的是跳时扩频技术，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据，而且系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
（4）定位优势较显著
UWB自身系统的优势决定了其具有良好的定位能力，它还具备良好的穿透能力，因此，其还具备在底下的定位能力，其精准定位可以达到10m，这是其他通信技术所无法比拟的优势。
2、UWB的应用领域
由于UWB的传输速率较高，在工业自动化领域中得到了广泛的应用，主要是需要精确数据及定位的区域。UWB提供了实时图像以及声音，如此精准的高数据量是现在市场上很多无线技术所无法满不足的，因此，在实际应用中，可以在摄像头端接一个微处理器，对实时图像进行简单的压缩处理，经过处理后，可以将数据率要求降到几十Mb/s，然后利用UWB技术，将图像数据传送到数米开外的中心控制室。
结束语：
综上所述，无线技术在我国工业自动化中得到了广泛的应用，并凭借自身的优势，得到了相关人士的高度关注，促进了我国工业自动化的快速发展，以此推动了我国经济的快速发展。
参考文献
[1]顾瑞红，张宏科.基于Zigbee的无线网络技术及其应用[J].电子技术应用，2005.
[2]谈敏超，田振丽，傅海阳.超宽带――下一代的无线技术[J].信息安全与通信保密，2005.
作者简介：
贺伟，男（1984-9），河南省新乡市获嘉县，研究方向：工业自动化，身份证号码：410724198409100018
范春阳，男（1981-12），河南省驻马店遂平县，研究方向：工业自动化 ，身份证号码：412823198112234454
关键词：无线技术；工业自动化；应用
一、无线技术的优点
1、节约成本，建立方便
有线通信的建立必须通过物理链路，布置线缆费时费力，有时，由于某些工业环境及其地理位置的特殊性，不易布线。即使建好以后，还易遭受雷击、环境的腐蚀及鼠虫的啮咬：一旦出了故障，不但不易查找，维修起来也很不方便。相比而言，无线技术就要便利的多，无需布线，故障诊断也很容易，可以借助网络进行远程诊断。
2、追加节点，扩展性强
一个通信网络建好以后，往往因为某种原因增加新的设备节点，如果采用有线方式就要追加布线，更极端的情况可能破坏原来的通信链路。但是，如果采用无线组网，就可以在已有的无线网络的基础上，增加无线接入点，修改少量的软件设置就可以达到扩展节点的目的。
3、移动灵活，不受限制
对于工业无线网络的节点而言，只要它能执行自己的功能，可以把节点放置到某个工业区域的任何地方，物理移动有着很大的自由性。
4、抗干扰强，安全可靠
无线技术有自己的安全协议，有独特的加密算法，不易被窃听：由于采用了扩频或跳频技术，具有很好的抗干扰性，这在恶劣的工业环境中极为重要。
二、Zigbee的优点及应用领域
1、Zigbee技术的优点
（1）消耗的功率较低
相对于其他的无线技术或者有线的通信技术，Zigbee可以使用两节5号电池支持在待机模式下使用6个月以上，这也是最令Zigbee设计者自豪的事，也是其在市场竞争中最大的优势。
（2）成本低
由于Zigbee协议简单，数据传输的速率低，从而有效降低了成本，根据市场发展的规模，Zigbee具有广大的发挥空间。
（3）容量大、范围小
按照测试结果，Zigbee的网络科容纳节点达到65536个，但其有效覆盖的范围仅达到10-75m，相对较小。
（4）频段灵活多变
Zigbee使用的工作频段较多，而且可变，重要的是其采用的频段均是免执照的频段。
（5）安全可靠性高，转变速度快
根据Zigbee的协议，其提供了更加完整的检查和鉴定功能，采取了加密的算法，避免碰撞等情形的发生，而且在设计的时候也为出现意外而预留了空间，避免冲突。相较于其技术，Zigbee从休眠进入工作的状态转变速度非常快，可以应对工作的不同要求。
2、Zigbee的应用领域
Zigbee主要应用于数据传输速率不高的各种电子设备之间。其中最典型的应用是自动抄表系统。目前GPRS/CDMA无线抄表系统成本相对较高，而且还要向电信运营商支付一定费用，另一种电力线联网（PLC）技术运行则不十分稳定。相比而言，应用Zigbee网络的抄表系统由电力局自行建网，无需交纳额外的费用，此外，Zigbee网络超大的容量一般可以满足覆盖的要求，因此Zigbee在无线自动抄表领域具有广阔的前景。此外在井下无线监控、工业环境的温湿度监测、污水监测、气体监测上Zigbee也有着明显的优势。
目前，Zigbee在无线传感器网络的应用上具有较大的优势。对于无线传感器网络来说，就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成、通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，具有监测高精度、高容错性、大覆盖区域、可远程监控等众多优点。WSN可应用于工业自动化、设备故障诊断、恶劣环境生产过程监控等。无线传感器网络设计的首要目标是能源的高效利用，能够在保证正常的监测功能的情况下，尽可能少的消耗节点的能量，延长网络的生命周期。同时，传感器网络要求每个节点的成本要尽可能的低，只有这样，一个网络才可能拥有比较多的节点，在个别节点失效的情况下可以迅速的重新规划路由，从而避免网络的瘫痪。另外，Zigbee网络可以同时容纳65000多个节点，足以保证多源数据采集。
一个传感器网络通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。传感器节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分构成，是一个微型的嵌入式系统，它兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能。汇聚节点连接传感器网络和外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，并把收集到的数据转发到外部网络上。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。
针对传感器网络的结构，可以利用Zigbee节点作整个网络的传感器节点，在整个监测区域内构成一个Zigbee网络，每个传感器节点内嵌Zigbee协议栈，实现基本的Zigbee网络功能，将采集到的数据传递给汇聚节点，并接受汇聚节点对其下达的任务及命令。利用一个微处理器+GPRS模块作汇聚节点，用以连接传感器网络与GPRS网络，实现TCP/UDP等协议，将数据打包封装成帧，通过GPRS网络传递给主控制室，并将主控端的命令解封装，传达给传感器节点。在用户端接一个GPRS模块及PC机服务器做硬件平台，软件包含数据库等，对收到的数据进行分析，并对整个网络进行管理。
三、UWB的优点及应用领域
1、UWB的优势
（1）抗干扰 这主要是由其自身特点所决定的，其采用的频段与目前的通信系统频段不同，互不干扰，在发射时，其发射信号是微弱的无线电脉冲信号，输出功率非常小。
（2）速率高，耗能小
相较于Zigbee的低传输速率，UWB的传输速率很高，最高可以达到几百Mb/s，但是其耗能却非常少，这主要是由于其才射时不采用载波，仅在发射脉冲时消耗很少的能量。
（3）安全性能良好
与有线通信技术相比，无线通信技术的安全性能都比较不错，而且UWB采用的是跳时扩频技术，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据，而且系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
（4）定位优势较显著
UWB自身系统的优势决定了其具有良好的定位能力，它还具备良好的穿透能力，因此，其还具备在底下的定位能力，其精准定位可以达到10m，这是其他通信技术所无法比拟的优势。
2、UWB的应用领域
由于UWB的传输速率较高，在工业自动化领域中得到了广泛的应用，主要是需要精确数据及定位的区域。UWB提供了实时图像以及声音，如此精准的高数据量是现在市场上很多无线技术所无法满不足的，因此，在实际应用中，可以在摄像头端接一个微处理器，对实时图像进行简单的压缩处理，经过处理后，可以将数据率要求降到几十Mb/s，然后利用UWB技术，将图像数据传送到数米开外的中心控制室。
结束语：
综上所述，无线技术在我国工业自动化中得到了广泛的应用，并凭借自身的优势，得到了相关人士的高度关注，促进了我国工业自动化的快速发展，以此推动了我国经济的快速发展。
参考文献
[1]顾瑞红，张宏科.基于Zigbee的无线网络技术及其应用[J].电子技术应用，2005.
[2]谈敏超，田振丽，傅海阳.超宽带――下一代的无线技术[J].信息安全与通信保密，2005.
作者简介：
贺伟，男（1984-9），河南省新乡市获嘉县，研究方向：工业自动化，身份证号码：410724198409100018
范春阳，男（1981-12），河南省驻马店遂平县，研究方向：工业自动化 ，身份证号码：412823198112234454