论工业局域网前景
【摘要】本文通过物联网技术而联想到工业局域网的控制，首先介绍了物联网的定义以及新大陆生产的物联网实训装置的几大应用。这几个应用都运用到了无线网控制，从而联想到工业局域网的控制也可以通过无线网络来搭建，并介绍工业局域网的前景。
物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
其包括三种应用：一是智能商业应用；二是智能医疗应用；三是智能环境应用，不管是哪一种应用，它都离不开局域网的架构。下面我简单的介绍下其中的两种应用。
一、智能商业应用
其包括网络摄像头、LED显示屏、手持PDA、超高频RFID等，网络摄像头和手持PDA是通过无线Wi-Fi通信。那么Wi-Fi以及RFID是否可以应用与工业控制呢？答案是肯定的。
1.Wi-Fi是一种无线通信协议与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100m左右。而且它是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速度接入Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度一般将只有几百kb/s的信号不受墙壁阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外。
2.Wi-Fi未来最具潜力的应用将主要在家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所。目前这一技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点场所。Wi-Fi技术可与基于XML或Java的Web服务融合起来，大幅度减少企业的成本。例如企业选择在每一层楼或每一个部门配备802.11b的接入点，而不是采用电缆线把整幢建筑物连接起来。这样一来，可以节省大量铺设电缆所需花费的资金。
3.射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。
二、智能环境应用
其包括：温湿、光照、火焰、人体、液位等类传感器，还包括电扇、警报灯、雾化器、加热器等，这些器件通过数字量采集器和模拟量采集器利用RS485与控制箱进行通信。其中电扇是通过ZigBee技术和控制箱进行通信的。这里我就详细的说说zigbee技术。
ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915MHz（美国流行）3个频段上，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内，但可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：
（1）低功耗：
由于ZigBee的传输速率低，发射功率仅为1mW，而且采用了休眠模式，功耗低，因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间，这是其它无线设备望尘莫及的。
（2）成本低：
ZigBee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能降到1.5-2.5美元，并且ZigBee协议是免专利费的。
（3）时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30ms，休眠激活的时延是15ms， 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制（如工业控制场合等）应用。
（4）网络容量大：
一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络，而且网络组成灵活。
（5）可靠：
采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式， 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。
（6）安全：
ZigBee提供了基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证， 采用了AES-128的加密算法，各个应用可以灵活确定其安全属性。
由此可见zigbee技术完全是可以应用在工业控制领域的。因此，笔者认为工业控制局域网及现场总线的前景是：无线短程网和无线局域网。为什么无线通信在工业应用特别受到重视？ 因为它具有很多的优势。
其优势表现在：
（1）极大降低安装成本、持续降低运行维护成本，更换方便，便于升级，减少接插件故障，移动自由且不受限制，投运快速。
（2）美国能源部的研究估计，无线传感器网络会为工业现场节能10%和降低排放或泄漏15%提供良好手段。
当然，目前来说，无线通信还存在着亟待解决的问题。
成本减少安装成本、减少运行维护成本、易于安装和维护、电源管理（采用电池运行）
兼容性和 可扩可缩可互操作性/共用基础设施/共存性（与其他射频设备共存）
在全世界范围军能使用（与使用国家无关）
网络容量和网络规模可扩可缩
性能通信可靠（正确传输的百分比%）、适于闭环控制、
快速的报告速率 、 支持现场点对点控制
信息安全网络安全、网格拓扑自组织（meshing）安全
三、结束语
无线传输进入工业控制领域的趋势无可置疑。有人估计再过四、五年，大多数仪表和自动化产品都将嵌入无线传输的功能。无线技术首先会用在楼宇自动化、自动抄表、事故响应、设备监控系统、设备资产管理、诊断维护等。当前较适宜应用的行业可能有：物流过程（装运状态监控）、汽车制造、食品加工、制药和流程行业（设备资产跟踪、监控、管理）等。
参考文献
[1]高汉荣.工业无线网络的现在及发展趋势[J].中国仪器仪表，2008.
[2]北京新大陆有限公司.物联网技术，2013.
[3]IBM.无线通信网络在工控领域的应用现状及前景.2008.