传感网络要处理的是数据的可获得性,实际上可以理解为在解决数据的完整性问题。
由于电气信号和通信协议的异构性,工业场景下数据源设备到数据采集设备之间的通信方式有很多种,这也就说明了数据源设备到数据采集设备(工业网关)之间的的传感网络的多样性。
除了传统的模拟量和数字量信号、各类串口通信和工业总线,还有很多新兴的传感网络技术。
Wi-Fi
最初的应用中,Wi-Fi技术更多用于居住和办公环境,但是因为其技术的普遍性和成熟度日益提升,在工业现场中的应用也日益普遍,尤其是在需要传送的数据量较大且难以采取有线网络的铺设的场景。
蓝牙
蓝牙最初的目标应用场景是个人随身设备,有“个人网络”之称。另外也是因为其选择的传输频段和能量较小,被认为对人体没有害处。但是随着智能家居等领域的兴起在后续的版本中逐渐提高了传输距离和传输速度,甚至有和Wi-Fi争夺应用场景的趋势。在工业领域中蓝牙的应用不算广泛,但也偶尔可见。比如某些设备或复杂部件提供了可以进行设备诊断的手机APP,所以其选择了通过蓝牙来连接手机,然后通过手机连接服务端。
Zigbee
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。
ZigBee是一种无线连接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。
ZigBee技术具有近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的特性。
LoRa
LoRa是物联网应用中的无线技术有多种,可组成局域网或广域网。
LoRa 是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。目前,LoRa 主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。
LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。
电力载波
电力载波通讯(Power Line Communication,PLC),是电力系统特有的通信方式,电力载波通讯是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。
最大特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递。
作为广域网传输技术,实际上电力载波并没有取缔成功。
主要原因就在于变压设备、三相电等都会干扰其信号传输。
但是在线路结构单纯的局域网内,电力载波还是具有一定的应用的。
比如智能家庭应用中,电力载波作为无线通信热点之间的纽带和补充,连接分布于不同房间的无线热点,从而可以很好地解决Wi-Fi信号被建筑物结构阻隔的问题。