转向工业物联网的无线传感器网络
发布时间：2022-02-25 10:10:40 所属栏目：通讯 来源：互联网
导读：工业物联网(IoT)和相关的工业传感器无线连接需求都在不断变化和发展。但工业设备和应用的联网需求与消费领域大不相同，在工业IOT上是将可靠性和安全性放在首位。本白皮书主要探讨工业无线传感器网络的一些关键的网络要求。 低功耗处理器、智能无线网络和低功
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工业物联网(IoT)和相关的工业传感器无线连接需求都在不断变化和发展。但工业设备和应用的联网需求与消费领域大不相同，在工业IOT上是将可靠性和安全性放在首位。本白皮书主要探讨工业无线传感器网络的一些关键的网络要求。 低功耗处理器、智能无线网络和低功耗传感器以及“大数据分析”的出现引发了人们对工业物联网(IoT)的浓厚兴趣。简言之，将这些技术相结合使大量传感器可以放置到任何地方：不仅是通信和电力基础设施所在的地方，也可以是任何可以收集有关对象的行为方式、位置或内容等重要信息的地方。为机器、泵、管道、火车车厢等对象配备传感器的做法在工业界并不是什么新鲜事。 从炼油厂到生产线等各种工业环境中，都部署了大量专用传感器及网络。过去，这类运行技术(OT)系统作为单独的网络运行，保持很高的网络可靠性和安全性标准，而消费类技术根本无法满足这样高的要求。按照这些高标准筛选适用的技术，最终选择的是最适合关键业务型工业物联网应用的技术。尤其是，这些传感器的联网方式决定了传感器是否能够安全、可靠且经济高效地部署在工业应用的严苛环境中。本白皮书探讨一些使工业无线传感器网络(WSN)与众不同的关键要求。 对消费类应用而言，成本常常是最重要的考虑因素，而工业应用一般将可靠性和安全性放在首要位置。根据ON World对全球工业WSN用户进行的调查，可靠性和安全性是他们提到的两个最重要的问题。1一个公司的盈利能力、工人生产商品的质量和效率以及工人的人身安全常常取决于这些网络。这就是可靠性和安全性对工业无线传感器网络而言必不可少的原因。 一种提高网络可靠性的通用原则是用冗余方法，在有冗余的情况下，针对可能出现问题的失效机制使系统能够在没有数据损失的前提下得到恢复。在无线传感器网络中，有两种基本的机会利用冗余。第一种是空间冗余概念，即每个无线节点都可以与至少两个其他节点通信，而且路由机制允许数据转发给两个节点中的任意一个，但仍然能够到达预期的最终目的地。在网状网络中，每个节点都可以与两个或更多个相邻节点通信，恰当构成的网状网络与点对点网络相比，可靠性更高，因为在这样的网状网络中，如果第一条通路不可用，就自动在另一条通路上发送数据。第二种冗余可以利用 RF 频谱中的多个可用通道实现。通道跳频概念指的是，成对节点每次传送数据时可以使用不同的通道，因此任何给定通道在不断变化的严酷 RF 环境中暂时出现问题都不会影响数据传送，严酷的 RF 环境是工业应用所处的典型环境。在 IEEE 802.15.4 2.4GHz 标准中，有 15 个扩展频谱通道可用于跳频，从而使通道跳频系统有了比非跳频 (单通道) 系统大得多的弹性。有几种无线网状网络标准同时采用了空间冗余和通道冗余这两种技术，这些标准称为时隙通道跳频 (TSCH)，其中包括 IEC62591 (WirelessHART) 和即将出台的 IETF 6TiSCH 标准 (见参考 2)。这些网状网络标准运用了全球可用的无牌照 2.4GHz 频谱中的无线频率，是以凌力尔特 Dust Networks® 部所做工作为基础演变而来， 2002 年从 SmartMesh® 产品开始，Dust Networks 率先将 TSCH 协议应用到低功率、资源受限的设备上。 尽管在严酷的 RF 环境中，TSCH 是实现数据可靠性必不可少的基本构件，但是要实现多年连续、无故障运行，网状网络的建立和维护方式也很关键。工业无线网络常常必须运行很多年，而且将终生面对多种不同的 RF 挑战和数据传送要求。因此，实现与有线网络一样可靠性所需的最后一个要素是智能网络管理软件，这类软件动态优化网络拓扑，连续监视链路质量，以在存在干扰和 RF 环境变化的情况下，最大限度提高吞吐量。 （编辑：52刷机网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |