無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN
隨著市場需求的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，簡稱WSN）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這成為當(dāng)前所有應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的新熱點(diǎn)。而在工業(yè)方面的應(yīng)用，工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也正成為當(dāng)前自動化領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
凡是新生事物的產(chǎn)生，首先是市場需求，其次是技術(shù)上的可行，當(dāng)二者具備時，新生事物就會油然而生。隨著國防工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、食品、醫(yī)療、衛(wèi)生等行業(yè)的發(fā)展，以及人們對環(huán)境保護(hù)和社會安全的日益重視，加之人們的生活質(zhì)量不斷提高，這就需要一種技術(shù)的產(chǎn)品在一定范圍內(nèi)方便地進(jìn)行實(shí)時感知、監(jiān)測和采集多種信息并加以處理，從而采取適當(dāng)措施加以控制。因此，WSN就提上了日程。WSN是一種跨學(xué)科的技術(shù)，現(xiàn)代傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和人工智能技術(shù)發(fā)展到一定程度為實(shí)現(xiàn)WSN奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展
我國政府在國家“十一五”規(guī)劃和《國家中長期科技發(fā)展綱要》中將“傳感器網(wǎng)絡(luò)及信息處理”列入其中，國家863、973計(jì)劃中也將WSN列為支持項(xiàng)目。此外國家自然科學(xué)基金與各省市的大型企業(yè)等也都有資助，這為WSN的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件。
產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)至關(guān)重要。在IEEE 802.15標(biāo)準(zhǔn)中，家用和辦公領(lǐng)域內(nèi)已有藍(lán)牙（blue tooth）、Zigbee，而在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)則有HART 7.1，ISA（美國儀表學(xué)會）100和中國的WIA-PA。其中HART基金會的HART 7.1（無線HART）還于2008年9月19日正式獲得IEC的認(rèn)可，成為公共可用的規(guī)范（Public Available Specification，簡稱PAS）。WIA-PA（Wireless Industrial Automation—Process Automation）是由我國中國科學(xué)院沈陽自動化研究所牽頭制定的中國WSN標(biāo)準(zhǔn)，已于2008年10月31日獲得了IEC的認(rèn)可，成為PAS 62601文件。而ISA（美國儀表學(xué)會）的ISA 100標(biāo)準(zhǔn)要向IEC申請成為PAS文件時，由于內(nèi)部矛盾，投票表決時，僅以一票之差未能通過。相信其文本經(jīng)過修改后，成為PAS文件是沒有什么問題的。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的應(yīng)用概況
目前已有Emerson與Honeywell兩家國外大公司推出的WSN產(chǎn)品，前者符合無線HART 7.1版本的標(biāo)準(zhǔn)，而后者采用了ISA 100標(biāo)準(zhǔn)，但大多數(shù)只限于溫度、壓力、流量及物位耗電量小的變送器。在國內(nèi)，川儀和重慶郵電大學(xué)合作也已生產(chǎn)出無線系列變送器及執(zhí)行器的樣機(jī)，而WIA-PA在鞍鋼冷軋機(jī)測量軸承溫度也已使用成功（測點(diǎn)已達(dá)400點(diǎn)）。國外兩家公司的產(chǎn)品在國外也已有了多個應(yīng)用案例。
由于WSN目前尚處于研發(fā)與不斷完善的階段，功能有限，例如無線HART目前的水平是：無線通信距離在200米以內(nèi)，電池壽命為5-10年，可靠性為99%。而Honeywell的產(chǎn)品則在一個mesh主干網(wǎng)可以有22個多功能節(jié)點(diǎn)（相當(dāng)于網(wǎng)點(diǎn)），每個多功能節(jié)點(diǎn)可以連接100臺現(xiàn)場設(shè)備，無線儀表的刷新速度為1秒、5秒、10秒、30秒四種（未來可達(dá)到0.25秒），電池壽命在1秒刷新時為4-5年，5秒刷新時為10年。
綜上所述，WSN目前的應(yīng)用范圍只能局限在數(shù)據(jù)的監(jiān)控和采集方面（SCADA），尚不能用在控制和安全的場合，目前只能是有線應(yīng)用的補(bǔ)充。另外目前WSN的產(chǎn)品價格較貴，如無線HART的適配器（無線收發(fā)器）價格約人民幣萬元，一個無線HART的變送器約6000美元左右，比HART儀表要貴很多。
