环球电气之家   服务热线:021-57635161        用户登陆 | 客户注册 | 供应商注册 | 购物车 | 添加收藏
当前位置:首页 >> 未分类产品 >> 利用无线网格网络实现远程系统的无线通信
利用无线网格网络实现远程系统的无线通信
展厅
6
数据采集/无线通讯展厅
通讯卡, 数据采集卡, 无线通讯模块, 远程监控系统, RFID, 信号隔离器, 转换器...
长期以来,生产过程的可视化及自动化只能进行人工监控,而且现在这种监控的作用日益突显。而对这些检测点检测数据的独立分析可以进一步优化生产流程,为预防性的维护保养提供依据。此时,无线系统就能够起到“穿针引线”的作用,实现一台设备大面积的无线信息传输。

自动化解决方案提高了生产设备的安全可靠性,因为在出现故障后,控制系统能够迅速且有目的地实现“自锁”,进行保护。然而,要在现有的可视化系统中集成这样的自动化解决方案,则往往要支付较高的电缆费用。而且在电缆的敷设过程中,机床设备的许多部位还非常难以接近,有时根本就无法直接连接。随着交通事业的发展,公路、水运河流或者火车铁路在“供”与“求”之间划出了清晰的界限。在这种情况下,理想的替代方案就是无线信号传输系统,它不仅能够实现点对点的数据信息传输,而且也能够通过无线网络实现大面积的无线信号覆盖。

newmaker.com
利用无线网格网络的串行通信功能,能够实现远程系统的无线通信

在无线通信网络中,每个无线通信模块都具有中继功能,能够把同一无线网络中其他无线设备发出的信号“接力般”地传输到共同的主控设备中。在这样的连接中,无线系统至少还要有一个无线模块。因此,机床设备中较远的点也可以实现无线信号的覆盖。另外,无线网络也可以灵活地进行扩展,因为无线模块和主控站之间的距离不必在无线信号直接覆盖的区域之内。

若一个无线网络是由多个具有中继功能的无线模块组成的,则这样的无线网络就具有了无线网格网络,也称之为多跳网络特性。当网络中的一条无线特性线路意外断开时,则可以通过其他具有中继功能的无线模块继续向主控站传递信息数据。这就使得无线网络始终处于极为稳定的状态,提高了设备的可用性(图1)。

newmaker.com
图1 通过无线网格网络的自我接通性能,提高了设备的可用性

可实现自我连接控制

无线模块应该可以自动执行中继功能,以便能够以最快的速度在某条线路中断时重建网络通信。这样一来,设备的可用性也就提高了。另外,简单而又方便地集成其他无线功能模块,例如把易于操作使用的故障诊断分析功能模块集成到无线网络中,通过直接访问或者远程访问的方式对机床设备的故障进行诊断分析,同样非常重要。

利用串行无线通信方式与网络各个无线模块进行通信的无线网格网络,也能够与较远的设备部件进行数据交换。例如向中央控制台传输精确的生产数据,或为了达到相应的目的而提供所需的信息等。

在此过程中,会在远程控制中使用一个RS 485接口,用来连接无线模块。控制功能由远程控制系统实施,其所需的信息经中央控制器的无线接口或者可视化设备提供。由于数据量在无线接口处进行了缩减,因此可以采用低传输率的技术来传输大量数据。数据信息可以传输的距离远近与传输率有着直接的关系。数据传输电缆与数据传输率的比值(每一位的能量)越大,所能传输的距离就越远。在WLAN系统中也存在着这样的相互关系,即传输率越高,传输距离就越小。

市场上常见远程控制连接系统的主要区别在于,所使用的频率和数据传输方法。在过去,远程信号传输的技术多种多样,但就像时隙法那样,要利用共享的ISM频率带宽按照固定的无线电频率进行连续的无线通信。而在这种数据传输方式中,经常只有很低的数据传输率。

利用固定频率传输信号并不长期保险

利用ISM固定频率带宽(433/868 MHz)进行数据信号的传输也存在一些不足,如频率的干扰,因此不能总是可靠地按照某一频率进行数据传输。

跳频技术,也就是所谓的FHSS,是一种具有独特优点的技术。在这一技术中,经过规定的时域之后,传输频率会不断地变化。当一个频率段出现干扰时,则传输的数据会按照下一传输阶段的频率继续传输。采用FHSS的通信方式有:蓝牙通信系统,或者为远距离传输信号而专门研发的Trusted Wireless技术。在远程无线通信系统构建时,跳频技术提供了在2.4 GHz的共享ISM频率带宽内继续无线通信的极好替代方案,能够实现的数据传输率平均为250 kBit/s,能够实现的传送距离达几公里。

由于全球正在使用的通信协议有很多种,因此无线通信的通信协议应该是共享的。在无线通信系统中,数据应不加处理地直接被传输协议所认可。这样一来,总线系统中的无线模块就无需是一种Aktiv元器件了,也就无需自己的总线地址了。菲尼克斯公司的RAD-Line系列产品在安装时有着很高的灵活性,而且易于操作使用。它所使用的是2.4 GHz的ISM频率带宽,采用了FHSS,从而可以实现稳定、无干扰的数据通信。

在无线网格网络中透明地传输数据

这种无线模块典型的通信距离可达2km。在最多255个无线网格网络成员中,可以大面积地覆盖一台设备,能够把有用的信息数据传输到中央控制系统中。而恰恰在那些对远离企业的设备进行监控时,这种无线网格网络的通信技术能够简单快捷的实现信息的交流。

基于透明的串行通信,能够把具有RS 485接口通信能力的网络仪器设备作为主从控制中的从站连接起来。这既适用于远程控制,也适合于经常使用的总线系统,例如Modbus和Profibus总线系统,也适用于专门利用RS 485接口连接的总线系统,实现数据的输入和输出(图2)。

newmaker.com
图2 利用RAD-Line-Data-DB总线仪器,
能够直接集成到Modbus系统中,实现数据的输入和输出

与生产过程监控有着同等重要意义的还有无线传输距离的故障诊断和分析。这一点在那些远离厂区的设备监控中,例如在利用太阳能供电的野外设备监控中,远程故障诊断是一件非常令人感兴趣的技术。

在这样的远程监控中,不仅信息数据的传输质量有着非常重要的意义,而且传输电压的高低或者环境温度的高低也都具有重要的意义。结合坚固稳定的FHSS跳频无线传输功能和无线网格网络的线路中断自我恢复功能,无线数据传输方案为机床设备提供了灵活的数据采集可能性。(end)
  
关键词: