新产品的出现可能会将无线网络的成本降低到每个节点不到5美元。此外，这项新技术还提供了一个自配置、自修复的网格，可以最大限度地降低功耗。
无线网络采用三种主要配置之一的射频(RF)链路。在点对点网络(最简单的配置)中，在相互直接通信的两个无线电之间建立专用连接。第二种配置是点对多点，在基站和多个客户端无线电(或节点)之间使用共享链路。每个点必须在基站的范围内，并有清晰的视线。
点对点和点对多点都依赖于详细的站点规划和天线定位。泰科公司的McCoy说:“传统的点对点或点对多点无线网络依赖于现场勘测来建立视线，对准天线，并为阻塞区域建立中继站。在这些网络安装和调试之后，在工厂的某些变化破坏您的方案之前，它们的寿命相对较短。例如，如果制造了一辆新坦克，你必须出去重新调试系统。”
网络，自愈
第三种，也是最新的无线配置是多点对多点，或称网状网络。无线网状拓扑在连接多个节点和提供多个冗余通信路径的能力方面类似于有线互联网。节点不必与单个基站或主基站通信。相反，网格中的节点可以发送和接收消息，并充当路由器将数据包中继到其他节点。然后，每个节点通过多跳发送数据，成为网络基础设施的一部分。如果一个节点出现故障，网络流量将通过备用路径重新路由。
这在工业环境中非常重要，因为工业环境中的网络容易受到电子噪声和无线电干扰。Ember Corp.的创始人兼工程副总裁Andy Wheeler说:“Mesh网络本质上比其他无线拓扑更可靠，在制造环境中，像电机打开和关闭这样的事情会导致RF链路从一分钟到下一分钟发生很大变化。我们开发的算法允许节点重新配置和重新路由数据，从而形成一个自组织、自修复的网络。(见网状网络拓扑图，第43页)。
Ember总部位于波士顿，是开发用于传感和控制的嵌入式无线网状网络的几家供应商之一。目前的产品包括无线电模块，使处理器能够在无线扩频网络中作为端点和嵌入式路由器进行通信。评估工具包包括EmberNet软件堆栈、样例硬件和开发工具，以支持多种无线电和微控制器。
来自马萨诸塞州剑桥的i-Bean网状网络具有超小尺寸和超低功耗的特点。千禧年网络。比一角硬币稍大一点的i-Bean据称是世界上最小的无线传感器网络设备。它结合了模拟和数字接口、无线电收发器和用于传感器信号处理、控制和网络的微控制器。千禧网使用的无线电技术包括低功耗、窄带解决方案以及IEEE 802.15.4无线个人区域网络(WPAN)组件。和Ember一样，Millennial Net的目标市场包括工业自动化、楼宇自动化、供应链管理、计量、安全和环境监测。
Millennial Net的拓扑结构使用i-Bean端点连接传感器和执行器，路由器扩展网络覆盖区域，网关连接主机、局域网或Internet。“网状网络为这个过程提供了额外的耳目，”Millennial Net总裁托德·里德尔(Todd Riedel)说。“i-Beans用于将网络扩展到以前无法到达的地区。”
网的好处
无线网状网络为工业用户带来了几个好处。Ember执行副总裁艾德里安•塔克总结了三点。“在布线是一项重大支出的地方，无线网状网络将有助于降低安装成本。网格的第二个好处是它能够帮助制造商遵守政府法规。网状网络解决了测量和监控更多事物的需求，比如环境变量和安全因素。”
网状网络的第三个好处是智能设备的诊断监控。该监控网络可以位于现有控制网络之外，用于在设备发生故障时通知控制系统。塔克解释说:“由于制造商试图延长现有工厂的寿命，他们可以采用智能维护系统进行改造，以监控和提高整体性能。”
正是为了降低布线安装成本，Tyco的McCoy首先考虑了网状网络。泰科为工业和商业应用生产加热器，主要用于防止管道和储罐结冰，或将其内容物保持在特定的温度范围内。电加热器可以运行几百英尺长，使用120伏到600伏的电源。
为了监控和维持指定的温度，位于加州门洛帕克的泰科热控公司(Tyco Thermal Controls)为泰科加热器提供了恒温器控制系统。系统测量温度，将其与设定值进行比较，并根据需要开关加热器。电阻温度探测器(rtd)安装在管道和储罐上，用于温度测量。由于距离通常超过几百英尺，泰科使用三线RTD，其中两根导线测量电阻变化，而第三根导线校正引线的电阻。
“这就是Ember的网状网络适合的地方，”McCoy说。烬无线节点连接RTD电路到控制器。RTD探头表面安装在管道或罐上，由一根短导线连接，通常为12英寸。或者更少到网状网络节点。(下图为节点截面图)节点盒中的天线将RTD的数据通过网状网络传输到控制室。“我们已经消除了从控制室一直到每个RTD电路的三线导线的运行成本。在一个大型工厂中，可能有数千个rtd，每个rtd需要20到200英尺的电线。不是电线贵，而是安装贵。”麦考伊估计，安装电线的成本为每英尺7至25美元。 In a large facility—for instance, an oil recovery application—9,000 individual RTD circuits may be needed. Savings to eliminate wiring can easily range from $1 million to $10 million.
McCoy已经与Ember开发工具合作了大约18个月，以开发一款现场可用的产品。其中一个关键问题是电源供应和管理。在6月和7月开始的初步现场试验中，泰科无线网状系统使用地面电源。在未来，McCoy希望在节点上安装长寿命的可充电电池。“网状网络概念对我们的应用非常有吸引力。我们有很多有潜力的点来做密集网格。对于我们所做的事情来说，它看起来很可靠。”
下一步
Ember 's Tuck不仅着眼于降低布线成本，还着眼于新的应用程序。“制造商开始使用无线网络，因为他们希望消除布线并降低成本。现在我们发现，我们的一些客户开始重新构建他们的系统，以利用网状网络的固有优势。”
Tuck继续说道:“例如，今天的许多控制系统都采用分布式控制器与网络上的传感器通信。通过无线网状网络，传感器可以直接相互通信。”塔克相信，在未来，制造商甚至可以完全消除一些控制器，让传感器通过网关桥连接到以太网或其他工厂网络。
