無線產(chǎn)品的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

北京昆侖海岸傳感技術(shù)中心 程志祥-15910996855

隨著科技發(fā)展的腳步越來越快，人類已經(jīng)進入了信息時代。而作為信息獲取最重要和最基本的技術(shù)——傳感器技術(shù)，也得到了極大的發(fā)展。由于現(xiàn)在傳感器信息獲取技術(shù)已經(jīng)從過去的單一化漸漸向集成化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，使得傳感器產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在工業(yè)現(xiàn)場中，各種各樣的傳感器無處不在，它們已經(jīng)成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
雖然在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，傳感器產(chǎn)品已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但在某些特殊的工業(yè)現(xiàn)場，傳統(tǒng)的傳感器產(chǎn)品已經(jīng)顯得力不從心了。例如石油開采、石油傳輸、天然氣傳輸、城市供水等等，這些現(xiàn)場要么是野外作業(yè)、要么是無人值守，都需要安裝簡單、采集精度高、低功耗、運行穩(wěn)定、易于維護的傳感器，其中安裝和維護問題是重中之重，針對這些問題無線傳感器應(yīng)聲而出。顧名思義無線傳感器就是指不需要信號線和電源線的傳感器，這樣就解決了現(xiàn)場安裝布線等許多問題。
JYB-KB-CW1000無線壓力傳感器正以它超前的設(shè)計理念、先進的無線技術(shù)、良好的產(chǎn)品品質(zhì)進入到傳感器市場并成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的新寵兒。JYB-KB-CW1000無線壓力傳感器是一款具有液晶顯示、信號無線傳輸和菜單設(shè)置功能的高精度智能型儀表。它主要應(yīng)用領(lǐng)域是針對野外或配套供電環(huán)境不便的場合，無需布線，省去了施工的麻煩，如輸油、輸汽、供水、供暖等輸送能源管道等地方進行壓力監(jiān)測，在遠端通過無線服務(wù)器模塊查詢，實現(xiàn)傳感器信號無線傳輸。128*64分辨率的大點陣液晶高精度顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并且按照極低功耗設(shè)計，使用鋰電池供電就能夠滿足設(shè)備在現(xiàn)場使用3年。金屬外殼，全密封全防爆設(shè)計，保證全天候無憂作業(yè)。
產(chǎn)品特點：
無線通訊，距離200米
可設(shè)置中心頻段為433MHz，868MHz，915MHz
多種工作模式，超低功耗
標配普通干電池，正常工作可用1年以上
（可選大容量鋰電，正常工作可用3年以上）
128*64分辨率點陣液晶，全屏4行漢字顯示
樹型菜單，多功能鍵幫助界面，人性化設(shè)計。
電池電量欠電指示
全密封、防爆設(shè)計
測量范圍全程溫補
內(nèi)置高精度實時時鐘，定時計劃任務(wù)管理
相關(guān)技術(shù)參數(shù)：
●供電方式： 1.5V干電池(出廠標配4節(jié)，容量2AH)
可選3.6V鋰電（出廠標配2節(jié)，容量19AH）
●量 程： 0~3.5MPa
●環(huán)境溫度： -10℃~50℃
●系統(tǒng)精度： ±0.25%
●平均功耗： <2mW
●視窗尺寸： 54mm*45mm（128*64點）
●參數(shù)設(shè)置： 按鍵+菜單
●通訊接口： 無線nRF905
●殼體尺寸： &Oslash; D: 100mm，H:60mm
●過程接口： M20 X 1.5
●防爆等級： ExiaIIBT4
●電源監(jiān)測： 欠電指示功能


應(yīng)用案例示意圖：








對于無線技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用逐漸向高頻段發(fā)展，現(xiàn)在所使用的433MHz，868MHz，915MHz這些頻段的產(chǎn)品也逐漸向高頻段2.4GHz方向升級，所使用的無線通訊技術(shù)協(xié)議主要是：對于可用于現(xiàn)場設(shè)備層的無線短程網(wǎng)，采用的主流協(xié)議是IEEE802.15.4（zigbee）；對于大數(shù)據(jù)容量的短程無線通信，則是IEEE802.15.3；而對于適應(yīng)較大傳輸覆蓋面和較大信息傳輸量的無線局域網(wǎng)，采用的是IEEE802.11系列。其中應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議主要是IEEE802.15.4，也就是大家逐漸熟悉的“zigbee”。
基于zigbee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有以下特點：
1）功耗低：由于工作周期較短、收發(fā)信息功耗較低且采用休眠模式。
2）數(shù)據(jù)傳輸可靠性高：采用了碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突。
3）網(wǎng)絡(luò)容量大：一個zigbee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多65536個從設(shè)備和一個主設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個zigbee網(wǎng)絡(luò)。
4）時延小：針對時延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時延和休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。設(shè)備搜索時延典型值為30ms，休眠激活時延典型值為15ms，活動設(shè)備信道接入時延為15ms。
5）兼容性：與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標準無縫集成。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(coordinator)自動建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMA-CA方式進行信道存取。為了可靠傳遞，提供全握手協(xié)議。
6）安全性：zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用AES-128，同時各個應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。
總之，隨著科技的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)將成為工業(yè)自動化發(fā)展的必然趨勢。現(xiàn)在最終用戶和系統(tǒng)集成商都對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)出了越發(fā)濃郁的興趣，而基于zigbee協(xié)議的無線傳感器及所組建的網(wǎng)絡(luò)最終會書寫工業(yè)自動化行業(yè)的新篇章。

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