25、工业环境中的无线局域网和无线个人区域网通信

工业环境中的无线局域网和无线个人区域网通信

1. 引言

无线连接带来的真正移动性便利，是其被广泛接受的主要原因。与GSM或UMTS等蜂窝系统需要大量前期投资和广泛基础设施不同，像蓝牙、IEEE 802.11无线局域网（WLAN）或IEEE 802.15.4/ZigBee这类系统，在较小规模下运行，无需昂贵的频率许可或基础设施，因此在商业和工业部署中更具吸引力。

在工业环境中，无线连接有诸多优势：
- 减少布线，降低材料成本和安装时间。
- 实现一些原本无法实现的特定设置。
- 减少维护成本，避免因化学品、振动或移动部件对电缆的损坏。
- 便于工厂布局的更改和重新配置。

在工厂车间，无线传输可用于多种任务，如监控、诊断、零件或车辆跟踪、任务分配以及集中或自主运动控制等。不同任务对无线技术有不同要求，主要标准包括吞吐量、延迟和可靠性，此外，成本、功耗、安全性和可用性也很重要。

蓝牙是典型的无线个人区域网（WPAN）技术，成本低、功耗小、体积小，支持语音和数据服务。IEEE 802.11各变体是WLAN代表，能提供较高的数据速率，但电池功耗较高。IEEE 802.15.4/ZigBee通常也被视为WPAN技术，数据速率低，但优化了电池续航能力。

工业环境中的无线电条件较为特殊，工厂车间的金属物体和墙壁会屏蔽无线电传输并产生更多反射，导致路径损耗系数较小和显著的多径传播。此外，机器产生的电磁干扰在1GHz以上频率范围内迅速下降，但在低频段可能有显著影响。

2. WLAN、WPAN、WSN、蜂窝和自组织网络

• WLAN