【中國(guó)智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】隨著工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟,以及市場(chǎng)需求的不斷提升,工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)傳感器替代效果不斷提升。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)日漸成熟 工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊
2015年,我國(guó)工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在工業(yè)傳感器市場(chǎng)中的占比約為4.9%,規(guī)模達(dá)到7.8億元。到2020年,我國(guó)工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在工業(yè)傳感器市場(chǎng)中的占比將達(dá)到為11.7%,市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到36億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)35.8%,市場(chǎng)前景廣闊。
工作原理
無(wú)線傳感器的組成模塊封裝在一個(gè)外殼內(nèi),在工作時(shí)它將由電池或振動(dòng)發(fā)電機(jī)提供電源,構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),由隨機(jī)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(diǎn),通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。
它可以采集設(shè)備的數(shù)字信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的無(wú)線網(wǎng)關(guān),直接送入計(jì)算機(jī),進(jìn)行分析處理。如果需要,無(wú)線傳感器也可以實(shí)時(shí)傳輸采集的整個(gè)時(shí)間歷程信號(hào)。監(jiān)控中心也可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)把控制、參數(shù)設(shè)置等信息無(wú)線傳輸給節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)調(diào)理采集處理模塊把傳感器輸出的微弱信號(hào)經(jīng)過(guò)放大,濾波等調(diào)理電路后,送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),送到主處理器進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,計(jì)算出傳感器的有效值,位移值等。
三大優(yōu)勢(shì)
隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與成熟,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開(kāi)始憑借自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),開(kāi)始逐步替代傳統(tǒng)有線傳感器產(chǎn)品,并滲入到工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié),成為市場(chǎng)上的新興熱點(diǎn)。無(wú)線傳感器與傳統(tǒng)有線傳感器相比存在,其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
較高的靈活性。適用于有移動(dòng)需求但不方便布線的情況,如起重機(jī)、移動(dòng)裝瓶設(shè)備、交通行業(yè)、自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)輛系統(tǒng)和單軌輸送機(jī)等。
較高的可靠性。無(wú)線傳感器可以避免運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的損傷,如長(zhǎng)拖鏈所帶來(lái)的導(dǎo)線彎折、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致電纜線的扭曲折斷等。同時(shí),排除了有線網(wǎng)絡(luò)中由連接器引起的故障因素。
較高的安全性。隨著技術(shù)的發(fā)展和新威脅的不斷出現(xiàn),安全維護(hù)的升級(jí)能力是必不可少的。新的加密策略和隱蔽的數(shù)據(jù)傳送預(yù)示著無(wú)線的安全級(jí)別將超過(guò)有線系統(tǒng)。另外在一些危險(xiǎn)的極端環(huán)境,如不方便布線的爆破場(chǎng)合,無(wú)線傳感器可以保障人員安全。
應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)使得它的市場(chǎng)用途非常廣泛,幾乎涉及到社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的各個(gè)領(lǐng)域。
一是管道管溝監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,比如供排水、供暖、供燃?xì)?、供石油等管道溫度、壓力、流量的參?shù)監(jiān)測(cè)。二是倉(cāng)庫(kù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,比如糧庫(kù)、藥品倉(cāng)庫(kù)、食品倉(cāng)庫(kù)、工廠?;穫}(cāng)庫(kù)等溫濕度、溫度、易燃易爆氣體、有毒有害氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)。三是井蓋、消防栓監(jiān)控領(lǐng)域,比如城市井蓋、消防栓等運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。四是液位水位監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,比如河流、大壩、水庫(kù)以及油罐等水位液位的參數(shù)監(jiān)測(cè)。五是大棚監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,比如蔬菜、花卉、養(yǎng)殖(雞鴨豬舍等)等溫濕度、光照、氣體…參數(shù)監(jiān)測(cè)。六是水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,比如魚(yú)塘、網(wǎng)箱等水質(zhì)、氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)。七是大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,比如公園、學(xué)校、社區(qū)等公共場(chǎng)所有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)。除了以上7個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域外,還有其他的應(yīng)用,比如軍事,科考等方面。
物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一就是傳感器技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過(guò)程中起到了樞紐的作用,負(fù)責(zé)將獨(dú)立的傳感器單元通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),并將各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸匯總,以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分散范圍內(nèi)物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控,進(jìn)而根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。如今,現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)向著大型、快速、高效、低耗和環(huán)保的方向發(fā)展。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將憑借其靈活、安全、可靠、便捷以及低成本等優(yōu)勢(shì),在未來(lái)企業(yè)智能化生產(chǎn)中發(fā)揮特殊的作用。