工业无线测控系统的研究进展

为了推进无线技术在工业自动化领域的快速发展，2004年由美国能源部发起，GE、Honeywell、RAE等70多家大公司参与成立了无线工业控制网 络联盟(WINA)，该联盟专门讨论无线技术在工业控制领域应用的技术难题。同年，美国工业技术计划“传感器和自动化”方向上设立了4个重点项目。在这些 项目的支持下，工业自动化领域一些大的公司开展了以测控系统应用为牵动的工业无线技术共性关键问题的研究。 Eaton公司在2004年启动了“基于无线传感器网络的工厂高级能源管理”项目，该项目致力于构建一个低成本的无线网络，以完成信息的快速采集、监视和诊断，计划五年完成。截止2005年，该项目完成了市场需求的调查，搭建了小规模网络原型，进行了网络性能测试实验以及与高级能源管理系统的互操作实验。 GE全球研究中心在2004年启动了“分布式无线多传感器技术”项目，与Eaton公司重点面向网络结构的研究不同，该项目主要研究工业现场环境对无线网络的影响，计划四年完成。目前该项目已完成了典型工业环境下无线信道特征数据的收集与分析，系统仿真工具设计，并在核电厂和化工厂完成了现场实验。 Honeywell实验室在2003年9月启动了“可提高工业效率的无线和感知”项目，重点研究面向工业现场的可靠无线技术，计划于2007年底完成。项目目前的进展是详细比较FHSS与DSSS在工业现场环境下的性能，提出了一种鲁棒的网络结构。 2004年12月，美国仪表系统和自动化学会成立了工业无线标准SP100委员会，启动了工业无线技术的标准化进程，到2007年1月，SP100已发展为包括12个工作组，世界范围内200多家公司和科研机构参与其中。 目前国外基于工业无线技术的测控系统的发展还处于关键技术攻关和实验室测试验证阶段，工业无线通信的关键技术难题正在被逐渐攻克，市场需求非常旺盛，相关技术标准正在制定中，尚没有形成成熟的产品、标准和相关专利。 在国内方面，中科院联合一些高校也正在积极开展相关技术的研究工作，并取得了丰富的技术积累。2006年7月份，美国仪表系统和自动化学会SP100标准 委员会面向全球征集技术提案，国内的沈阳自动化所、浙江大学、中控科技集团、重庆邮电大学等多家单位与Honeywell、GE、Siemens等国际著名公司分别提交了自己的技术提案，并于10月份进一步提交了技术。目前，沈阳自动化所已作为工作组成员参与工业无线标准SP100、现场总线基金会 Wireless FF标准的制定工作，中国拥有自主知识产权无线工业通信标准提案已经提交到相关国际组织，并已引起国外同行的普遍关注。