关注工业自动化一定会关注无线通信在工业广泛领域的应用前景。而无线通信涉及的技术极其广泛和复杂。其中，由于无线传感器网络是工业测量控制的基础性技术，所以才引起了众多科技工作者持久的研究开发热情。本文想就这方面的应用进展和相关标准的开发作一概述。文中引用的材料一部分来源于有关的自动化网站，一部分来源于一些国际性自动化技术协会如HART通信基金会的内部文件。当然控制工程网版权所有，经过作者的消化、整理和理解，不免带有作者自己在近些年在此领域做了一些研究之后形成的看法和倾向。

1 无线通信在工业中的应用聚焦于无线短程网的发展

    进入二十一世纪以来，无线传感器网络已成为工业发达国家科研开发的一个热点。无线传感器及其网络的发展，估计至少将会带来10%的生产效率改善和减少25%的排放或泄漏。具有足够的可靠性和自治处理能力、又能在工业环境下任何地点安装使用的智能无线传感器及其网络，将为各种生产装置配备实时共享的数据采集能力，从而为提高生产率、改善产品质量、降低成本发挥重要作用。

    　无线系统以电磁波作

为传输介质www.cechina.cn，避免了有线系统安装成本高、维护成本高、价格不断上升、接插件的故障率高、查找接插件的故障困难等限制，提供了低成本、灵活性和使用方便等竞争优势。一些具有前向思维的企业洞察工业无线系统的巨大潜力，对此给予极大关注。而现场仪表和传感器的无线传输表现出诸如安装和维护成本低、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，可以实际利用MEMS（微机电系统）技术等前所未有的优势CONTROL ENGINEERING China版权所有，更成为当前最受重视的领域之一。

   　 对于无线的工业应用，当前出现的新动态是使用高传输率、无须申请频率许可证、低价的技术。无线通信距离与具体应用（工厂自动化、过程自动化和SCADA系统）强烈相关，一般大致在150毫米至80公里。当前影响无线系统广泛应用的主要障碍是：工业环境和无线技术的状态。工业环境对无线通信的挑战有：工作环境温度由-40℃—+70℃；高湿度（当温度为40℃湿度 95%时不结露）；本质安全防爆要求；固定设备和移动设备对无线传输路径的影响（衰变、中断和发生各种各样的缺陷，诸如频散、多径时延、干扰、与频率有关的衰减，节点休眠、节点隐蔽和与安全有关的问题）等。

    无线传输进入工业控制领域的趋势无可置疑。估计再过四、五年，即2010年前，从技术的角度讲大多数仪表和自动化产品都可以嵌入无线传输的功能。由于无线现场仪表的优点一定要体现在就地长期供电（如电池、太阳能电池等），也即形成数据传输无线、电源供给无线的全无线网络。从这个意义上讲，在高速控制的场合要实现足够低功耗高可靠的无线传输是相当困难的，因而至少在相当的时间内不适合应用。但是实践证明，对大多数监控和慢速控制场合，它足够可靠；也就是说可以用在将近80%的自动化和过程控制场合。在过程控制和制造自动化领域www.cechina.cn，无线传输目前主要用于设备资产管理和状态监测（维护），而基本上不考虑应用于生产运行的实时控制。如果说有所应用，也是使用于相当慢的过程中缓慢变化的参数（如温度控制和一部分流量控制）。或者是用于测量可通过无线、控制则由操作人员决策而非自动的闭环控制场合，如行车、起重机。这主要基于以下两方面的考虑：无线传输的信号在接收过程中存在漏码或丢包、衰减和阻塞，以及射频干扰。

    　在现有的无线传输技术中www.cechina.cn，红外线传输不能绕过障碍物，应用面窄；蓝牙技术传输距离太短、功耗及成本还不够低、开发较复杂，都限制了它的推广应用；无线局域网IEEE 802.11/Wi-Fi技术就其本质而言，目前尚属于无线接入技术，要构成Mesh拓朴和自组织网络尚需时日。唯有问世3—4年的IEEE 802.15.4短程无线传输技术，才真正具备低成本、低功耗、高可靠性、组网方便简捷的综合优势，是受到普遍重视的无线短程网络，也是当前无线传感器网络的首选技术。基于IEEE 802.15.4的无线传输协议，是一种按短距离的监控和控制要求而设计的通信技术。它采用2.4GHz频道，可实现包括点对点、星型、网状等多种拓扑结构，在低信号噪声比的环境下其位误码率达到10-9，提供由芯片实现AES-128加密算法，且组网方便，功耗又低。其核心技术包括：①实现网状拓扑结构的组网技术，即自组织（ad hoc）网络技术，特别是考虑到实用情况下的路由优化。②保证在工业环境下无线信息传输的安全性和可靠性及全网自适应跳频。③在保证数据传输的质量的前提下，实现全网运行的低功耗。

   　 无线传感器网络（WSN）是指一类为传感器、执行器和控制