工业气体无线监测设计与应用.pdf

应用指南 工业气体无线监测设计与应用 一、 方案概述 本文结合当前Zigbee无线短距离通信技术的发展，重点讨论了工业气体无线组 网监测方案，指出了无线网络相对于当前普遍采用的有线网络的独特优势和广阔的应 用背景。同时也讨论了使用无线网络带来的传输速度、可靠性、拓扑结构以及安全性 的问题。最后根据工厂实际环境应用，提出一个工业无线监控平台网络设计方案。 二、 传统有线监测模式 当前工厂作业环境中对有毒、易燃气体的监测如一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等 所有的气体检测传感器一般为固定式。固定式气体检测报警装置除具有基本的检测、 显示、报警以外，其通讯方式基本为4~20MA 信号、基于HART 协议通信，通常与 控制器配合，组成一套监控系统。因此存在相应的不足之处：固定式采用有线网络， 其高速、稳定，满足了大部分场合工业组网的需要，但是，有线网络只能沿着一维的 线路传输数据，传输需要导体介质，因而带来规划布线、预设接口、线路检测、线路 扩容等一系列和传输途径有关的工作，并且这些工作不可避免地具有破坏建筑、浪费 接口、检修困难、扩展困难的弊病，导致安装成本高、维护费用高，更换成本高；因 此在不适用布线（无电源）场所、人不宜到达的地方、临时性等场所、突发事故现场 的气体检测，如何快速部署一套气体检测系统，以上两种方式已经无能为力，只有无 线系统才可以解决这些难题。 三、 工业无线气体监测 随着微电子、通讯技术、软件技术的飞速发展，无线通讯技术正从神秘的高端技 术逐渐普及进入到民用、工业领域。无线传感器网络（WSN ）正是这一技术发展潮流 的典型应用，其技术研究最早来源于美国军方，是一种新兴的科学技术网络，现已逐 渐渗入到普通应用中。 Zigbee 是一种基于IEEE802.15.4 规范的无线技术，是介于无线标记技术和蓝牙 之间的技术提案，主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4 标准，在数千个微小的 传感器之间实现了相互协调和通信。它具有在IEEE802.15.4 规范上创建的安全和应用 层接口、工作于免授权的2.4GHz 频段、以年计算的超低电池寿命、极大可伸缩的网 络和星型网络拓扑（每个主设备可支持4 万多个节点）等诸多优点。 无线传感器网络是由大量具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方 式，相互传递信息，协同的完成特定功能的智能专用网络，它综合了传感器技术、嵌 _______________________________________________________________________________________________________ TL ：86-0512FX：86-0512Add：中国苏州工业园区仁爱路150 号 HTTP:// 应用指南 入式计算技术、通信技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术和软件编程技术， 可以实时监测、感知和采集网络所监控区域内的各种环境或检测对象的信息，并对收 集到的信息进行处理后传送给监控中心，构成完整的监控系统，无线传感器网络拓扑 结构如下： 图一 无线传感器网络拓扑结构 苏州博联科技致力于无线数据通信网络核心技术的掌握，通过产学研合作研制专 用无线网络片上系统（SoC）芯片和无线网络协议，融合无线个域网(ZigBee)，无线 传感器网络（WSN）,无线局域网（WIFI）以及第三代蜂窝移动通信（3G）等技术为客 户提供可扩展的、端到端无线数据传输系统，包括硬件产品和软件服务平台，完整的 产品设计，先进的生产及专业服务，为OEM和系统集成客户提供快速有效的无线数据 传输网络解决方案。在世界范围内已成功完成数千套无线监控系统设计，覆盖了冶金、 石化、电力、水利、煤矿、环境等各个行业。 四、 系统设计方案 博联科技公司的工业无线监控系统通常监控中心、中继站、现场采集终端三级网 络构成，整个系统可以覆盖工厂的所有的监控环节，构成全方位、立体交叉的严密监