物聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)無線網(wǎng)絡市場“風向標”

【 導讀：2009年11月被確定為我國今后七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。集RFID、WSN、傳感、感知/識別等技術于一身的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在其相關產(chǎn)業(yè)中掀起一股強勁的發(fā)展熱潮，工業(yè)無線網(wǎng)絡市場也隨之一觸即發(fā)?！?/p>

不論是美國的“智慧地球”、日本與韓國的“U社會”戰(zhàn)略，還是國內(nèi)的“傳感中國”，都昭示著物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)以迅雷不及掩耳之勢席卷全球。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，2009年11月被確定為我國今后七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。集RFID、WSN、傳感、感知/識別等技術于一身的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在其相關產(chǎn)業(yè)中掀起一股強勁的發(fā)展熱潮，工業(yè)無線網(wǎng)絡市場也隨之一觸即發(fā)。

近年來，無線技術發(fā)展迅速，盡管工業(yè)以太網(wǎng)憑借其成熟的技術、廣泛的應用領域、高速的傳輸速率在工業(yè)應用中占據(jù)大片江山，但安裝維護成本低廉、可擴展性強、無需現(xiàn)場布線等優(yōu)勢，也使得無線技術逐漸走入工業(yè)領域。同時，物聯(lián)網(wǎng)的進一步普及以及應用領域的不斷拓展，又為工業(yè)無線網(wǎng)絡市場的發(fā)展帶來新的發(fā)展空間。

工業(yè)市場成為物聯(lián)網(wǎng)重要應用領域

從技術上理解，物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過智能感應裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡，到達指定的信息處理中心，最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡;從物理上理解，把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。

很顯然，工業(yè)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)應用的重要領域。上海大學機電工程與自動化學院副院長費敏銳介紹說：“具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質量，并降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。”

舉例來說，在環(huán)保行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設備融合可以實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關鍵指標的實時監(jiān)控。在某些重點企業(yè)的排污口安裝無線傳感設備，可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，同時可以遠程關閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。據(jù)了解，目前電信運營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測解決方案。同時，在制造業(yè)的供應鏈管理、生產(chǎn)過程的工藝優(yōu)化、產(chǎn)品設備的監(jiān)控管理以及工業(yè)安全生產(chǎn)管理方面，物聯(lián)網(wǎng)的介入都成為了大勢所趨。

無線融入技術深化物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

縱觀測控系統(tǒng)網(wǎng)絡化的發(fā)展歷程，從儀表電氣、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)到無線網(wǎng)絡，我們可以注意到目前無線融入技術與有線無線異構成為測控網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢，而這也從一方面助推著物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的深化發(fā)展。無線通訊技術能夠在工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高寬帶的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡拓撲結構。目前，無線通訊技術已經(jīng)從最初的作為有線技術的補充發(fā)展為無線有線共存，最終將會發(fā)展到實現(xiàn)感知網(wǎng)絡，實現(xiàn)工業(yè)環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)世界。

費院長強調，目前，無線融入技術的熱點技術與關鍵問題集中在可靠性、兼容性、實時性、安全性以及能耗問題方面。在工業(yè)無線測控與有線測控網(wǎng)絡的互聯(lián)問題上，兼容性方面需要重點考慮如何實現(xiàn)無線/有線的協(xié)議轉換、如何設計通信接口以及如何實現(xiàn)對無線測控網(wǎng)絡中節(jié)點(現(xiàn)場設備)進行操作;無線網(wǎng)絡接入技術的能耗問題方面，可以通過采用多工作方式、增加休眠時間、減少通信流量、選擇調制機制、協(xié)議設計來實現(xiàn)模塊能耗的降低，另外在能量挖掘上也有降耗的空間，比如太陽能方面可以降低發(fā)射功率，風能方面可以選擇較短的通訊距離等等。

另外，無線融入異構網(wǎng)絡的關鍵問題包括轉發(fā)延遲、帶寬差異、報文轉發(fā)類型選擇以及安全問題，費院長介紹了幾種解決此類問題的策略，他說：“我們可以通過采用OPC技術，在監(jiān)控層解決異構;還可以通過網(wǎng)橋進行數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議轉換和轉發(fā)，通過網(wǎng)關轉換不同現(xiàn)場設備間的用戶應用和設備信息，通過中繼器來連接無線與有線網(wǎng)絡，這在現(xiàn)場設備層解決了異構問題。”

面對標準與市場方面的壓力，無線技術需要走的路還很長，而物聯(lián)網(wǎng)的興起恰恰為面臨瓶頸的無線技術帶來了新的發(fā)展機遇。

物聯(lián)網(wǎng)擴展工業(yè)無線網(wǎng)絡發(fā)展空間

十七大提出了“發(fā)展現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，大力推進信息化與工業(yè)化融合，促進工業(yè)由大變強，振興裝備制造業(yè)，淘汰落后生產(chǎn)能力”的基本政策，工業(yè)化帶動信息化，信息化推動工業(yè)化也成為我國工業(yè)發(fā)展的既定方針。上海工業(yè)自動化儀表研究院智能儀表與系統(tǒng)研究所副所長涂煊認為，當前應該充分利用無線傳感器網(wǎng)絡WSN的特點，為節(jié)能降耗減排的有效實施開展科研開發(fā)工作，這也受到自動化業(yè)界的極大重視。

費院長還指出，作為《信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展十一五規(guī)劃和2020年中長期規(guī)劃綱要》重點扶持的M2M技術也成為熱點，機器與機器之間的無線通信為制造業(yè)信息化帶來了新的解決思路。

但不可忽略的是，物聯(lián)網(wǎng)涉及面廣，標準化工作也分散在不同的標準組織，工作側重點也不同，彼此之間有交叉重疊，涉及到的國際標準組織主要有ISO/IEC、IEEE、IETF等。目前，中國物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組已經(jīng)在北京成立，這將大大推進物聯(lián)網(wǎng)技術的研究和標準的制定，同時也將成為工業(yè)無線網(wǎng)絡市場的“風向標”，在為工業(yè)無線網(wǎng)絡市場提供發(fā)展空間的同時，也為其開啟了新的發(fā)展方向。