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l 訇 似 国 基于I S A 1 0 0 ． 1 1 a 协议的工业无线应用 在冶金行业的研究与测试 l SA1 00． 1 1 a i ndu st r i al w i r el es s appl i ca t i on pr ot ocol - bas ed r es ear ch and t est i ng i n t h e m et al l ur gi cal i n du st r y 凌韦伟，李静 L l NG W e i - we i ．L l J i n g 北京科技大学 高效轧制国家工程中心，北京 1 0 0 0 8 3 摘要 工业无线作为新兴的工业技术，为解决工业现场的布线、监控、生产线的扩展提供了一种新的 解决途径。I S A1 O 0 ． 1 1 a 是现行主流工业无线协议之一，具有良好的稳定性和抗干扰性。基于 I S A 1 o o ． 1 1 a 协议开发的无线通信模块针对不同于其他工业现场的冶金环境而研制，通过在冶 金工业现场的实验测试 ， 验证具有和国外设备相接近的性能，但具有更低廉的价格，为推广 应用奠定基础。 关键词 I S A1 O 0 ． 1 1 a ；工业无线；无线模块；冶金环境 中图分类号T P 2 1 2 文献标识码 B 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 4 0 8 上 一 0 0 5 2 0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 4 ． 0 8 上 ． 1 3 0 引言 冶 金及 相 近 行业 的 生 产线 有 着大 量 的 传感 器 ，其 中许多传感器安装位置特殊 ，不适合布线 或需要较长 电缆 ，而工业无线传感器成本 低、建 设工程周期短 、适应性和扩展性好 、便于维护 ， 有 着得 天独 厚 的优 势 ； 另外 ，在 一些 易燃 、 易 爆 、有毒物质的检测 中，采用工业无线传感器将 会更加安全n 】 。随着工业经济和科技的不断发展 ， 冶金业的规模 和生产能力得 到不断扩大和提升 ， 有时需要对已投产的生产线采集新的工艺 参数作 为参考 ，或因设备故障需临时增添一个测试点 ， 传统的有线方式会带来较大的人力和资金成本输 出；同时对于冶金行业的厂区耗费较 多人工成本 的定时巡检，工业无线网络都提供 了一种新的解 决途径 。 现下国 内外有很 多针对工业无 线网络 研究 ， 但 因没 有一个 国际统 一 的工业 无 线通 信 标准 而 没有 推 广 应用 】 ，本 文 以 国际 上 使 用率 最 高 的 I S AI O 0 ． 1 l a 协议为核心 ，针对 冶金行业高温 、高 湿 、高危 、高灰尘 、震动 、不 间断生产等一 系列 冶金特有工业环境设计的适冶金行业 的无线设 备 模块，结合传感器技术或嵌入操作箱、手持设备等 在冶金行业现场进行测试 ，取得较好的性能结果， 为工业无线技术在冶金行业的推广奠定了基础 。 1 l S A 1 0 0 ． 1 1 a 协议概述 I S A1 O 0 ． 1 1 a 协议 由美 国仪 器仪 表 I S A 下 属 的工业无线委员会制定 ，以用户需求为导 向，希 望工业无线设备以低复杂度、合理的成本和低能 耗、适当的通信速率满足工业现场的应用 ，是 第 一 个开放的、面向于多种工业应用的标准 。 该协议定义 了五种 类型 的设 备角色 上位机 控制 系统 、网关 、骨干路 由器 、现场设备 、手 持 设备 。网络结构支持 网状 、星状和星 网状拓扑 。 I S A1 o 0 ． 1 1 a 协议体系结构以开放系统互联 os I 7 层 模型为基础 。其关键技术如 同步 的时隙通信 、跳 信道 、时 间同步和路 由等有效的保证 了网络的健 康运行 。I S AI O 0 ． 1 l a 构建骨干网，可以更直接地无 线传递数据信息 ，减少无线传输跳数 ，在 网络规 模较大时优势更加突 出。骨干网路减少和避免 了 多跳网络 中出现的数据传输部确定时不可靠、高 风险、能耗大等问题 。对于非 自身的数据包需要 在I S A1 0 0 ． 1 l a 网络 中进行传输时 ，I S AI O 0 ． 1 l a 也提 收稿日期2 0 1 4 - 0 2 -1 7 基金项 目国家8 6 3 计划 2 0 1 3 A A0 4 0 7 0 4 作者简介凌韦伟 1 9 9 0一，男，硕士研究生，研究方向为工业物联网。 [ 5 2 1 第3 6 卷第8 期2 0 1 4 0 8 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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