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   如今，越來越多的人將無線技術(shù)視為一種取代電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊⒎€(wěn)健型替代方案。倉庫、航運(yùn)碼頭、機(jī)場、制造工廠、工業(yè)園區(qū)甚至貨車停車場也都因為迅速發(fā)展的無線技術(shù)而發(fā)生著重大變化。

   由有線技術(shù)向無線技術(shù)的轉(zhuǎn)變是基于IEEE 802.15.4這一成熟的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)進(jìn)行的，順應(yīng)了市場降低成本的需求，具體包括減少安裝和調(diào)試時間、延長正常運(yùn)行時間、節(jié)約能源以及提高工作場所的安全性等。

   無線網(wǎng)絡(luò)逐漸流行主要是因為其投資回報率高。如果是多年以前，用戶首先會問它是如何工作的，是否安全、可靠。但是現(xiàn)在，由于工業(yè)市場對無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常熟悉和認(rèn)同，所以用戶關(guān)注的主要問題已經(jīng)變?yōu)闊o線網(wǎng)絡(luò)的安裝成本是多少，能夠節(jié)約多少成本，以及無線網(wǎng)絡(luò)能夠在多快的時間內(nèi)完成調(diào)試并運(yùn)行。
  
                  

  圖片說明：由電池供電的無線傳感器可用來指示機(jī)庫小門的開閉狀態(tài)。電纜和電線會因為機(jī)庫大門的運(yùn)動而迅速被纏繞和損壞。

   在許多情況下，當(dāng)采用電纜連接傳統(tǒng)型開關(guān)或傳感器的方案在經(jīng)濟(jì)或技術(shù)上不可行時，如需要安裝在移動的門或設(shè)備上時，無線技術(shù)將是最佳的解決方案。電纜的持續(xù)移動和撓曲將會嚴(yán)重縮短這些接線的壽命，而使用無線傳感器將門的開閉狀態(tài)輸送至監(jiān)控系統(tǒng)就簡單很多。具體實例包括機(jī)場的機(jī)庫大門（見上圖）或擁有許多訪問面板、窗口以及通風(fēng)口的設(shè)施。一個打開的通風(fēng)口會分別在夏天和冬天造成冷氣和暖氣流失。使用無線技術(shù)來監(jiān)控這些進(jìn)出口的狀態(tài)已經(jīng)越來越普遍。每個通風(fēng)口或窗戶處的傳感器都能夠?qū)顟B(tài)數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控站或通過網(wǎng)絡(luò)傳送至用戶開發(fā)的智能手機(jī)app上。

   無線技術(shù)的另一個重要優(yōu)勢就是它的故障排除和安裝比有線網(wǎng)絡(luò)簡單很多。在許多情況下，安裝過程可簡化至只有這么幾個步驟：連接無線開關(guān)，安裝接收器并上電，以及將其與任何適用的網(wǎng)絡(luò)或控制器相連接。一個非技術(shù)人員都能夠在數(shù)小時內(nèi)完成安裝并使系統(tǒng)運(yùn)行。

  無線技術(shù)正逐漸成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大量應(yīng)用中的首選方案。當(dāng)電纜走線不易實現(xiàn)時，無線技術(shù)通常都能夠非常有效地解決問題。例如，工業(yè)設(shè)施中的儲存罐通常都是使用無線限位開關(guān)來監(jiān)測罐內(nèi)油或其它液體的液面高度的。
 
                

  圖片說明：限位開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的另一個應(yīng)用是防止儲存罐內(nèi)液體溢出。當(dāng)儲存罐裝滿液體后，液面高度會改變限位開關(guān)的位置，此時無線限位開關(guān)會向泵控制器發(fā)送一個信號，使其將液體從存儲罐中抽出，從而降低液面高度。當(dāng)液面高度下降以后，無線限位開關(guān)會向控制器發(fā)送另一個信號來關(guān)閉泵。新型的霍尼韋爾Limitless™ WDRR無線接收器能夠控制多達(dá)14個存儲罐和14臺獨(dú)立的泵。

  工廠中的無線應(yīng)用

   無線技術(shù)能夠大大降低網(wǎng)絡(luò)安裝和維護(hù)費(fèi)用。由于802.15.4無線技術(shù)能夠穿透墻壁和地板而在整個工廠內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，所以它沒有布線成本，也不存在布線問題，同時對設(shè)備定位和放置的限制也更小。

  安裝迅速是工廠采用無線技術(shù)的另一個重要因素，尤其是對需要快速高效地重置制造線和裝配線以確保最小停機(jī)時間的工廠車間來說。每小時的停機(jī)時間都會造成制造商數(shù)萬美元的經(jīng)濟(jì)損失。

  當(dāng)通過無線技術(shù)來重置或改變裝配線的布局時，工廠經(jīng)理只需簡單地將設(shè)備和無線傳感發(fā)射器移動到新的位置并開啟無線網(wǎng)絡(luò)即可，不必重新布線或安裝電纜。
 
                       

  圖片說明：大型、繁忙的制造工廠（如汽車制造廠）經(jīng)常需要重置裝配線，此時無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的靈活性以及突出的投資回報率使得無線技術(shù)非常具有吸引力。

   維護(hù)和維修成本對工廠經(jīng)理來說也是一個挑戰(zhàn)，而通過使用無線技術(shù)代替有線技術(shù)就能夠有效地減少這一成本。

   開關(guān)在工業(yè)和輸送控制、位置監(jiān)控以及門、臂架及閥門狀態(tài)監(jiān)控等方面扮演著重要角色。然而，有線開關(guān)和傳感器的安裝和維護(hù)卻是個很大的挑戰(zhàn)，特別是在惡劣的環(huán)境中或經(jīng)常需要彎曲線纜的應(yīng)用場合中。此外，傳統(tǒng)的線纜還有導(dǎo)致工人跌倒的危險，并可能在設(shè)備正常使用過程中被損壞，造成昂貴的停機(jī)時間。

   無線開關(guān)能夠減少維護(hù)成本，因為設(shè)備連接的復(fù)雜性降低了。通過消除傳感器和開關(guān)的電纜，工廠經(jīng)理能夠簡化故障排除過程。在一些情況下，使用電池供電的開關(guān)或傳感器能夠徹底去除使用電纜的必要。通過消除電纜或接線引成的連續(xù)性問題，無線網(wǎng)絡(luò)也增加了系統(tǒng)的可靠性。

   此外，無線設(shè)備的重新放置或配置也非常簡單，例如不需要切斷和重新連接電纜，從而消除了錯誤連線的風(fēng)險。在許多情況下，安裝一個新的無線網(wǎng)絡(luò)要比更換現(xiàn)有損壞的電纜成本更低，速度更快，因為更換現(xiàn)有損壞電纜常常要花費(fèi)很多時間去排除故障和更換電纜，造成了較長的停機(jī)時間。
 
                  

   圖片說明：一個有趣的工廠新應(yīng)用是在緊急噴淋裝置及洗眼設(shè)施上使用無線警報。通過噴淋裝置上的無線按鈕，員工能夠在噴淋裝置啟動時激活警報。無論是有意操作還是誤操作，只要有員工激活了噴淋裝置，工廠管理人員都會知道。

  戶外應(yīng)用——倉儲堆場和貨車停車場

   無線技術(shù)不僅適用于工廠內(nèi)部，也適用于戶外（如航運(yùn)中心、倉庫堆場、貯木場、機(jī)場、加油站等），尤其是大型開闊的場地，其地下電纜要持續(xù)經(jīng)受惡劣環(huán)境引起的風(fēng)險以及重型車輛的碾壓。故障排除或更換車道下?lián)p壞的電纜經(jīng)常要花費(fèi)數(shù)周的時間。相比之下，使用無線網(wǎng)絡(luò)代替有線網(wǎng)絡(luò)則只需要幾個小時，而且成本也低很多。無線技術(shù)能夠大大降低故障排除及更換地下電纜所造成的停機(jī)時間。
 
                   

   圖片說明：在大型貨車停車場，無線開關(guān)可用于防止偷盜燃油。有些貨車司機(jī)會強(qiáng)行打開油泵并解開控制來偷盜燃油。因此可以在油泵門上安裝一個無線開關(guān)，它會在油泵門被打開時向辦公室發(fā)出警報。

  關(guān)于工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)人員和終端用戶需要知道哪些

  IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)是一種穩(wěn)健的個域網(wǎng) (PAN)，具有低功率、低數(shù)據(jù)傳輸率等特性，經(jīng)常用于工業(yè)監(jiān)測和控制。與Wi-Fi技術(shù)可支持100M/s的傳輸速度不同，802.15.4射頻裝置只需在給定的時間內(nèi)最多傳輸幾百字節(jié)的數(shù)據(jù)即可。因為數(shù)據(jù)傳輸率要求低，所以這類射頻裝置通常只需很小的傳輸功率。即使沒有交流電源，一個小型電池也能夠給一個802.15.4工業(yè)射頻裝置供電許多年而不需更換電池或充電。這種低功率特性給無線技術(shù)提供了更多的靈活性，使得無線網(wǎng)絡(luò)在許多場合中既不需要數(shù)據(jù)線，也不需要電源線。
 
                     

    圖片說明：基于802.15.4點對點通信方式，多達(dá)14個霍尼韋爾Limitless™開關(guān)可同時與一個接收模塊進(jìn)行通信，由一個面板安裝或工業(yè)DIN導(dǎo)軌安裝的接收器來接收無線信號，并將其轉(zhuǎn)化為輸出。輸出可以是LED燈、蜂鳴器或者傳統(tǒng)控制器所使用的標(biāo)準(zhǔn)電信號。

   在大型室內(nèi)或室外，即使裝置與監(jiān)控器之間有著相對開闊的空間距離，這些802.15.4射頻裝置也能夠提供可靠連接。35-dB的鏈路余量能夠保證小型障礙物或強(qiáng)降雨不會降低通信質(zhì)量。在一些安裝應(yīng)用中，信號還能夠穿透某些材料建成的墻壁。當(dāng)有卡車或其它移動設(shè)備在傳感器與接收器間移動時，無線技術(shù)的這種特性也能夠有效防止通信暫時中斷。

  IEEE 802.15.4射頻裝置的通信范圍達(dá)1000多英尺（304米）。在強(qiáng)降水、雨或雪等極端環(huán)境下，信號的通信范圍會減少約75英尺（23米）。
 
                  

   圖片說明：霍尼韋爾Limitless™ WDRR Din導(dǎo)軌安裝或面板安裝接收器，支持多達(dá)14個電池供電的遠(yuǎn)程無線限位開關(guān)。

   無線網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)控器/接收器單元通常能夠支持一個或多個裝置。例如霍尼韋爾Limitless™ WDRR接收器就能夠支持多達(dá)14個電池供電的遠(yuǎn)程無線裝置。除連續(xù)監(jiān)測傳感器和開關(guān)的狀態(tài)以外，控制器還能夠監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中每個獨(dú)立裝置的信號強(qiáng)度和電池電量。當(dāng)電池電量即將耗盡或開關(guān)卡死時，操作者就會立刻知道并采取正確的措施。

   如果電池電量變低或網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了傳輸問題，系統(tǒng)將會向操作者發(fā)送警報，從而在問題變嚴(yán)重之前得到有效糾正。

  無干擾

   由于802.15.4是一種PAN標(biāo)準(zhǔn)，所以它能夠獨(dú)立于藍(lán)牙、Wi-Fi及無線電話等其它常用無線局域網(wǎng)技術(shù)。盡管它們都在2.4GHz頻段工作，但PAN網(wǎng)與LAN網(wǎng)之間并沒有信息交換，也不會相互干擾，因此無需IT部門參與工作。

   網(wǎng)絡(luò)安全

   為確保通信鏈路安全，802.15.4射頻裝置可被設(shè)置成需在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器上進(jìn)行注冊。您只需執(zhí)行一次該注冊或配對過程就可以建立連接。在裝置與其監(jiān)控器完成配對以后，只要兩個裝置都還有電，那么它們就可以持續(xù)不斷地交換信息。

   當(dāng)配對建立以后，即使監(jiān)控器斷電或開關(guān)更換電池，這種配對關(guān)系也會保持下去。這就保證了網(wǎng)絡(luò)具有自愈性，簡化了系統(tǒng)維護(hù)。監(jiān)控器能夠自動地與任何掉鏈的已注冊開關(guān)重新建立鏈接。但替換或重置裝置則需要清除和重新配對。

   節(jié)約成本，靈活性更強(qiáng)

   使用基于802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)而非有線系統(tǒng)具有很多好處。無線技術(shù)不僅消除了伴隨電纜產(chǎn)生的高昂的維護(hù)費(fèi)用、故障排除費(fèi)用和維修費(fèi)用，而且還提供了一種高效、易于重置的網(wǎng)絡(luò)，不需要大量培訓(xùn)或非常熟練的技術(shù)人員就可實現(xiàn)。

   如果您選用低功率802.15.4系統(tǒng)，那么在許多情況下，您將既不需數(shù)據(jù)線，也不需電源線。

   當(dāng)工廠經(jīng)理評估有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點時，他們需要考慮成本節(jié)約、維護(hù)問題、易于安裝和配置的性能、正常運(yùn)行時間和安全等。在許多情況下，與更換一個故障零件或現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)相比，安裝一個新的無線網(wǎng)絡(luò)在硬件成本和安裝時間方面都將花費(fèi)更少。

  在過去十年里，基于802.15.4的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在大量工業(yè)、倉儲以及設(shè)施應(yīng)用中得到驗證，具有極高的可靠性、耐用性以及成本效益。

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