為什么說無線傳感器是工業(yè)智能化的重要支點?
在新的產業(yè)經(jīng)濟環(huán)境下,工業(yè)領域的結構演變和調整正為經(jīng)濟增長提供新的動力,特別是在德國提出“工業(yè)4.0”的概念之后,“智能生產”于“智能工業(yè)”正成為帶動產業(yè)轉型升級的重要推動力。而信息技術與傳感技術,則是工業(yè)智能化的重要支點。作為現(xiàn)代信息技術的重要支柱的工業(yè)傳感器技術和相關設備,也成為了各國在工業(yè)領域爭奪的一個制高點。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,WIFI、藍牙等無線連接方式也火爆起來,這給無線傳感器的發(fā)展帶來了一個重要契機,前景廣闊。無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發(fā)電機提供電源,構成無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點,由隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點。
無線傳感器網(wǎng)絡將成百上千的傳感器節(jié)點布置在一個特定的區(qū)域內形成監(jiān)測網(wǎng)絡,這些節(jié)點通過特定的協(xié)議正確、高效、穩(wěn)定的組織起來,協(xié)同工作完成某項應用任務,達到數(shù)據(jù)采集、無線通信和信息處理的能力。通過自組織的方式構成網(wǎng)絡,無線傳感器可應用在很多需要無線連接和數(shù)據(jù)跟蹤的地方。
眾所周知,在工業(yè)過程控制中,計算機技術已經(jīng)相對成熟,需要采集的信息數(shù)量正在不斷增加,生產過程需要用到壓力傳感器、熱敏傳感器、光敏傳感器、氣體傳感器、濕敏傳感器等各類傳感器。這樣做,是為把大量非電量的物化參數(shù)轉化成電信號控制信息,以滿足各個工業(yè)過程中的智能化和自動化的發(fā)展需求。
在一套工業(yè)流程中,無線傳感器可以被嵌入到過程介質流當中,從而可以持續(xù)監(jiān)控成千上萬個點。監(jiān)控幾個不同參數(shù)的智能傳感器也可以像一些微型實驗室一樣工作,將數(shù)據(jù)發(fā)送回SCADA系統(tǒng)來執(zhí)行需要的動作。工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產品為系統(tǒng)級產品,即包括數(shù)據(jù)轉發(fā)網(wǎng)關、現(xiàn)場無線傳感器和監(jiān)控主機等在內的整體解決方案。
不光眼下業(yè)內人士對各類工業(yè)傳感器的應用保有強烈信心,對于未來工業(yè)傳感器的市場開拓也持樂觀態(tài)度。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2015年,工業(yè)傳感器市場規(guī)模達到160.7億元。隨著智能工業(yè)的進一步實現(xiàn),工業(yè)傳感器的應用將逐步加大,預計到2020年,全國工業(yè)傳感器的市場規(guī)模將達到308億元。
M433無線通信技術的實際應用:
我司研制的采用M433無線通信技術的溫濕度記錄儀,其通信距離可達800米,能穿透3-4堵墻,其自身配置低功耗鋰電池供電,一次充電可連續(xù)使用45天以上;將記錄儀的外延探頭放到冰箱的內部進行采集冰箱內的實時溫濕度數(shù)據(jù),記錄儀會按照設置的時間間隔以433無線的通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至GPRS型無線車載主機。
GPRS型無線車載主機采用ISM無線頻段接收無線溫濕度測點上傳的數(shù)據(jù),與測點通信距離視距最遠到600米,其中1臺主機最多接收4臺溫濕度測點的數(shù)據(jù),再將數(shù)據(jù)由GPRS的通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控軟件;因為主機采用的是GPRS通訊方式,所以各被監(jiān)控冰箱和冰柜之間,無需調整位置和另外布線。
遠程監(jiān)控平臺自動接收主機上傳的所有數(shù)據(jù),可生成歷史記錄報表與曲線,用戶可查詢或選擇性的下載打印任意時段,任意被測點的所有歷史數(shù)據(jù);對各溫濕度測點設置限值,一旦監(jiān)測到數(shù)據(jù)超限,監(jiān)控軟件云平臺會以平臺告警、短信告警、郵件告警等方式通知管理人員并及時采取措施,是溫濕度保持在規(guī)定的范圍內。
總結起來,工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產品在工業(yè)監(jiān)控、智能電力、礦山安全、醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測、力學參數(shù)檢測等行業(yè)的應用廣受重視;與此同時,工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產品也面臨著小型化、標準化、延長節(jié)點工作時間、增加通信距離等技術挑戰(zhàn)和尋找應用場景等市場挑戰(zhàn)。