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工业无线技术是继现场总线之后,工业控制领域的又一个热点技术,是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术,是未来工业自动化产品新的增长点。工业无线技术是21世纪新兴、面向设备间短程、低速率信息交互的无线通信技术,适合在恶劣的工业现场环境使用,具有很强的抗干扰能力、超低耗能、实时通信等技术特征。

目前我们所熟知的无线技术有ZigBee、无线局域网(WiFi)、蓝牙(Blue-tooth)、超宽频(UWB)等。但他们由于自身协议的限制(如发射功率、安全等级、抗干扰性等方面的性能),通常应用于消费电子产品,不适合复杂的工业现场环境。其特点如表1所示:

常用无线通信协议比较 工业无线技术比较

表1 常用无线通信协议比较

目前工业无线技术领域已经形成了三大国际标准,分别是由HART基金会发布的WirelessHART标准,ISA国际自动化协会(原美国仪器仪表协会)发布的ISA100.11a标准、和我国自主研发的WIA-PA和WIA-FA标准。

技术简介

WirelessHART

WirelessHART标准是2007年9月由HART通讯基金会发布,是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准,满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分,除了保持现有HART设备、命令和工具的能力,它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591(Ed.1.0),是第一个过程自动化领域的无线传感器网络国际标准。该网络使用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准,采用直接序列扩频(DSSS)、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址(TDMA)同步、网络上设备间延控通信(Latency-controlled Communications)等技术,WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域,弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。