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工業(yè)智能化的重要支點(diǎn)：無線傳感器

2020-10-30 08:55:50 來源：智能制造網(wǎng) 閱讀量：5383

　　在新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，工業(yè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)演變和調(diào)整正為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供新的動(dòng)力，特別是在德國(guó)提出“工業(yè)4.0”的概念之后，“智能生產(chǎn)”于“智能工業(yè)”正成為帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要推動(dòng)力。而信息技術(shù)與傳感技術(shù)，則是工業(yè)智能化的重要支點(diǎn)。作為現(xiàn)代信息技術(shù)的重要支柱的工業(yè)傳感器技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，也成為了各國(guó)在工業(yè)領(lǐng)域爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，WIFI、藍(lán)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(gè)重要契機(jī)，前景廣闊。無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)。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將成百上千的傳感器節(jié)點(diǎn)布置在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點(diǎn)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(xiàng)應(yīng)用任務(wù)，達(dá)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(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器可應(yīng)用在很多需要無線連接和數(shù)據(jù)跟蹤的地方。

　　在工業(yè)過程控制中，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，需要采集的信息數(shù)量正在不斷增加，生產(chǎn)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(zhuǎn)化成電信號(hào)控制信息，以滿足各個(gè)工業(yè)過程中的智能化和自動(dòng)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(zhì)流當(dāng)中，從而可以持續(xù)監(jiān)控成千上萬個(gè)點(diǎn)。監(jiān)控幾個(gè)不同參數(shù)的智能傳感器也可以像一些微型實(shí)驗(yàn)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(dòng)作。工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品為系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，即包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)無線傳感器和監(jiān)控主機(jī)等在內(nèi)的整體解決方案。

　　不光眼下業(yè)內(nèi)人士對(duì)各類工業(yè)傳感器的應(yīng)用保有強(qiáng)烈信心，對(duì)于未來工業(yè)傳感器的市場(chǎng)開拓也持樂觀態(tài)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年，工業(yè)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到160.7億元。隨著智能工業(yè)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，工業(yè)傳感器的應(yīng)用將逐步加大，預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)工業(yè)傳感器的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到308億元。

　　總結(jié)起來，工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)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(cè)、力學(xué)參數(shù)檢測(cè)等行業(yè)的應(yīng)用廣受重視；與此同時(shí)，工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品也面臨著小型化、標(biāo)準(zhǔn)化、延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間、增加通信距離等技術(shù)挑戰(zhàn)和尋找應(yīng)用場(chǎng)景等市場(chǎng)挑戰(zhàn)。

　　與傳統(tǒng)有線傳感器相比，無線傳感器具有什么優(yōu)勢(shì)？

　　其一，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，無線傳感器具有較高的靈活性，適用于有移動(dòng)需求但不方便布線的情況，如起重機(jī)、交通行業(yè)、移動(dòng)裝瓶設(shè)備、自動(dòng)引導(dǎo)車輛系統(tǒng)等。

　　其二，無線傳感器具有較高的可靠性。無線傳感器可以有效避免運(yùn)動(dòng)帶來的損傷，如長(zhǎng)拖鏈所帶來的導(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)，還能排除有線網(wǎng)絡(luò)中由連接器引起的故障因素。

　　其三，無線傳感器具有較高的安全性。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)能力迫在眉睫。新的加密策略和隱蔽的數(shù)據(jù)傳送，預(yù)示著無線的安全級(jí)別將超過有線系統(tǒng)。此外，在一些危險(xiǎn)的環(huán)境，如不方便布線的爆破場(chǎng)合中，無線傳感器可以保障人員安全、降低意外安全事故發(fā)生的概率。

　　隨著自身優(yōu)點(diǎn)的逐步顯現(xiàn)，無線傳感器不光在工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，在通訊、電子、視頻等產(chǎn)業(yè)也同樣展露出多元化應(yīng)用價(jià)值。在政策鼓勵(lì)、高校研發(fā)、企業(yè)推動(dòng)等多種利好因素的推動(dòng)下，工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)將迎來更為光輝燦爛的明天！

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