无线传感器网络在工业控制领域的发展和应用.pdf

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1、信息技术及应用石油化工自动化，2010，3：51AUToMATIONINPETRoCHEMICALINDUSTRY无线传感器网络在工业控制领域的发展和应用周琦(中国石化集团宁波工程有限公司电控室，浙江宁波315103)摘要：由于某些工业控制领域的技术难度较大，诸如控制区域测点分散、转动和旋转场合较难测量，有毒有害危险场合检测维护非常困难，复杂环境下敷设电缆成本高昂和长距离传输信号衰减严重等，使得无线传感器网络具有十分广阔的应用前景。对无线传感器网络在工业控制领域的发展过程、技术特点、常用技术、应用实例和选择使用中应注意的问题进行了阐述。关

2、键词：无线传感器网络；无线通信技术；长距离管道输送中图分类号：TN925．+93文献标志码：B文章编号：1007—7324(2010)03—0051—04TheDevelopmentandApplicationoftheWirelessSensorNetworksinIndustrialControlFieldZhouQi(SinopeeNingboEng．Co．Ltd．，Ningbo，315103，China)Abstract：Assomeindustrialcontrolistechnicallydifficultinsuchfiel

3、dsasdispersedmeasure—pointsincontrolledarea，measuringinrotaryoccasions，inspectionandmaintenanceinpoisonoussituation，layingcablesincomplicatedcircumstancesneedhighcost，long—distancesignaltransmissionattenuation，etc．，theWSNhasgainedbroadprospectsinapplication．Thedevelopingp

4、rocess，technicalfeatures，commontechniques，casesofapplicationandissuesinselectingusageconcerningtheWSNaredescribed．Keywords：wirelesssensornetworks；wirelesscommunicationtechnology；long-distancepipelinetransDortatiOn0引言序列扩频(DSSS)技术，以化整为零的方式，将一个无线传感器网络具有低成本、易使用和泛在感信号分为多个信号，再经

5、由编码方式传送信号，避知等特性，使传统实践中因成本等因素未能实现在免干扰。在MAC层，主要是沿用无线局域网线检测的某些重要工业过程参数的测量成为可能，(WLAN)中IEEE802．11系列标准的CSMA／CA借此实施优化控制，提高产品质量，降低能效，减少方式，以提高系统的兼容性。维护运行成本。此外，无线传感器网络易于拓展升现今工业控制领域使用的无线传感器网络节级，能够有效减少二次投资，提高经济效益。因此，点，有一半是基于IEEE802．15．4，主要有：无线传感器网络在工业控制领域具有广阔的发展ZigBee，WirelessHART和IS

6、A100系列标准，以前景。及中国自主制定的WIA标准。1工业应用领域中常用的无线通信技术1．1ZigBee目前工控界应用在现场设备层的无线短程网ZigBee技术具有低复杂度、低功耗、低传输速多是基于IEEE802．15．4协议。它是一种经济、率、低成本、高容量(理论上最多可达6．5×10个高效、低传输速率(低于250Kbit／s)、工作在节点)、高安全等功能，主要用于近距离的无线连2．4GHz的无线技术(欧洲868MHz、美国915MHz)，支持传感器、远端控制和家用自动化收稿日期：2010—03—12(修改稿)。等，不适合传输语音，通常

7、连接距离小于100m。作者简介：周琦(1975一)，女，山东青岛人，1997年毕业于IEEE802．15．4协议仅仅规定了物理层(PHY)和抚顺石油学院生产过程自动化专业，工作于中国石化集团宁波工媒体存取控制层(MAC)协议，其PHY层采用直接程有限公司，从事自控专业设计工作。石油化工自动化接。其网状网拓扑结构，自动路由及动态组网的c)网络层和传输层：工业无线网络通常将这方式，既可以进行点对点通信，同时还可以组建两层并在一层考虑，完成数据的端到端的可靠数据局域网。ZigBee技术较多地应用到了监控与数采传输。系统SCADA(Supervi

8、soryControlAndDatad)网络管理：完成网络的形成和配置、网Acquisition)。络资源管理、网络诊断与维护以及安全管理等1．2WirelessHART协议功能。Wirele