在过去的十年里,我们越来越多地使用手机和无线网络连接智能手机、平板电脑和笔记本电脑,我们对无线通信已经非常熟悉了。随着工业无线应用从石油和天然气行业的远程现场装置扩展到所有制造业部门,现在似乎是快速回顾无线基础知识的好时机。
参加由Anand Edke的会议西门子2014年美国制造业研讨会提供了这里所强调的见解。
当谈到在工业环境中安装无线时,Edke说,首先要考虑的是,你正在考虑的无线应用程序是否真的能从无线连接中受益。要评估这一点,请回顾以下考虑因素:
1.有了有线通信,就有了直接的点对点通信;对于无线,您将使用共享媒体。
2.使用有线,你将获得比无线更高水平的数据吞吐量;但有了无线网络,你需要安装的电缆就更少了,这意味着拥有成本更低
3.有线运行全双工(即点对点、无碰撞的以太网同时在两个方向上运行通信);无线是半双工(即,通信在两个方向上进行,但一次只在一个方向上进行)。
4.有线通信不存在数据冲突问题;不过,无线网络的可扩展性要比有线网络强得多。
接下来,您应该知道有三种基本类型的无线操作模式:临时、基础设施和无线分发系统(WDS)。正如Edke在他的报告中指出的,由于车站之间直接通信,必须自己处理数据冲突,临时模式正在消失;另外,没有独立的网络接入点。在基础设施模式下,站点/客户端通过一个基站(接入点)进行通信,通常有几个基站。WDS模式允许接入点之间的直接连接,可以像骨干连接一样使用。
还要记住,任何无线应用都只能和使用的天线一样好,Edke提醒观众。无线天线本质上是用来接收或发射电磁波的换能器。天线在发送信号时将电信号转化为电磁波,在接收信号时将电磁波转化为电信号。无线天线也被设计用于特殊的频率范围——通常是2.4或5ghz。Edke补充说,西门子建议在工业应用中使用5 GHz a或n无线网络。
说到IEEE 802.11标准- a, b, g或n, edke推荐使用802.11n,因为它能够处理节点的增加,这在工业无线应用中经常发生。802.11n在这方面更有能力,因为它的数据速率为450兆/秒。相比之下,802.11a和g的数据速率为54mbit /秒;802.11b的速率是11mbit /秒。
802.11n还允许MIMO(多输入/多输出),而不是802.11 a/b/g的单输入/单输出。MIMO有助于确保接入点改善信号接收。
Edke建议在无线应用中使用天线分集,以确保最佳的信号接收。这可以意味着同时使用全向天线和RCoax(传播信号的泄漏电缆)。他指出,尽管高增益天线可以帮助增强信号,但重要的是要意识到高增益天线的开口角更小,这意味着它们的发送和接收能力更窄。
当谈到安装时,Edke列出了一个可靠的无线安装的关键5个步骤。这些步骤是:
•了解应用程序。问问你自己,你真正需要的覆盖范围是什么;需要什么类型的通信(实时、Web、PLC);病人是否静止或移动;涉及多少客户;一次有多少客户端连接到一个接入点。
•模拟和设计。在网络上有各种工具,允许您导入您的工厂布局的CAD绘图,可用于定义需要覆盖的区域,并允许您定位模拟接入点和天线。其中之一就是本周,以及提供的现场调查工具谷歌玩为例。
•渠道规划。Edke提醒观众:“在任何应用程序中都没有无限数量的不重叠的通道,因此通道经常需要被重用……但这必须以特定的模式发生。”底线:确保相邻设备不在同一个通道上。
•无线现场调查。这样做是为了确定现有的无线信号,如Wi-Fi或无线电。这种类型的测量,使用频谱分析仪,是必要的,以确定可能的干扰和信号障碍。现场调查还显示了该地区的其他无线接入点,这样你就可以知道哪些频道是可用的,哪些频道不应该碰。
•已安装系统的验证。系统安装完成后,在投入全面运作前,应跟进现场调查结果,核实接驳点覆盖范围和客户信号强度/质量。