无线产品的应用和发展趋势

北京昆仑海岸传感技术中心

随着科技发展的脚步越来越快，人类已经进入了信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，也得到了极大的发展。由于现在传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，使得传感器产品的应用越来越广泛，尤其在工业现场中，各种各样的传感器无处不在，它们已经成为工业自动化系统中不可或缺的重要组成部分。
虽然在工业自动化系统中，传感器产品已经得到了广泛的应用，但在某些特殊的工业现场，传统的传感器产品已经显得力不从心了。例如石油开采、石油传输、天然气传输、城市供水等等，这些现场要么是野外作业、要么是无人值守，都需要安装简单、采集精度高、低功耗、运行稳定、易于维护的传感器，其中安装和维护问题是重中之重，针对这些问题无线传感器应声而出。顾名思义无线传感器就是指不需要信号线和电源线的传感器，这样就解决了现场安装布线等许多问题。
JYB-KB-CW1000无线压力传感器正以它超前的设计理念、先进的无线技术、良好的产品品质进入到传感器市场并成为工业自动化系统中的新宠儿。JYB-KB-CW1000无线压力传感器是一款具有液晶显示、信号无线传输和菜单设置功能的高精度智能型仪表。它主要应用领域是针对野外或配套供电环境不便的场合，无需布线，省去了施工的麻烦，如输油、输汽、供水、供暖等输送能源管道等地方进行压力监测，在远端通过无线服务器模块查询，实现传感器信号无线传输。128*64分辨率的大点阵液晶高精度显示现场数据，并且按照极低功耗设计，使用锂电池供电就能够满足设备在现场使用3年。金属外壳，全密封全防爆设计，保证全天候无忧作业。
产品特点：
无线通讯，距离200米
可设置中心频段为433MHz，868MHz，915MHz
多种工作模式，超低功耗
标配普通干电池，正常工作可用1年以上
（可选大容量锂电，正常工作可用3年以上）
128*64分辨率点阵液晶，全屏4行汉字显示
树型菜单，多功能键帮助界面，人性化设计。
电池电量欠电指示                                                                                                        
全密封、防爆设计                                                                                                                        
测量范围全程温补
内置高精度实时时钟，定时计划任务管理
相关技术参数：
●供电方式： 1.5V干电池(出厂标配4节，容量2AH)
可选3.6V锂电（出厂标配2节，容量19AH）
●量 程： 0~3.5MPa
●环境温度： -10℃~50℃
●系统精度： ±0.25%
●平均功耗： <2mW
●视窗尺寸： 54mm*45mm（128*64点）
●参数设置： 按键+菜单
●通讯接口： 无线nRF905
●壳体尺寸： Ø D: 100mm，H:60mm
●过程接口： M20 X 1.5
●防爆等级： ExiaIIBT4
●电源监测： 欠电指示功能


对于无线技术在工业上的应用逐渐向高频段发展，现在所使用的433MHz，868MHz，915MHz这些频段的产品也逐渐向高频段2.4GHz方向升级，所使用的无线通讯技术协议主要是：对于可用于现场设备层的无线短程网，采用的主流协议是IEEE802.15.4（zigbee）；对于大数据容量的短程无线通信，则是IEEE802.15.3；而对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域网，采用的是IEEE802.11系列。其中应用于无线传感器网络的协议主要是IEEE802.15.4，也就是大家逐渐熟悉的“zigbee”。
基于zigbee协议的无线传感器网络有以下特点：
1）功耗低：由于工作周期较短、收发信息功耗较低且采用休眠模式。
2）数据传输可靠性高：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。
3）网络容量大：一个zigbee网络可以容纳最多65536个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个zigbee网络。
4）时延小：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
5）兼容性：与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器(coordinator)自动建立网络，采用CSMA-CA方式进行信道存取。为了可靠传递，提供全握手协议。
6）安全性：zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时各个应用可以灵活确定其安全属性。
总之，随着科技的发展，无线网络将成为工业自动化发展的必然趋势。现在最终用户和系统集成商都对无线传感器网络技术表现出了越发浓郁的兴趣，而基于zigbee协议的无线传感器及所组建的网络最终会书写工业自动化行业的新篇章。