Существует много объектов автоматизации, где сложно обойтись без беспроводных сетей или где их применение явно желательно:
- датчики и исполнительные устройства на подвижных частях конвейеров, ветряных мельниц, лифтов, миксеров, тележек для перемещения грузов по цеху, на крыльях и лопастях самолетов, на подшипниках двигателей, на роботах, в передвижных лабораториях, датчики на теле человека и животных; датчики вибрации на контейнерах для перевозки грузов;
- объекты, в которых нежелательно сверлить стены или портить дизайн: офисные здания, в которых устанавливается пожарная и охранная сигнализация, датчики для систем обогрева и кондиционирования воздуха, для мониторинга механических напряжений в конструкциях зданий; в системах "умного дома" (управление освещением, кондиционированием-обогревом, охранными датчиками, бытовыми приборами и др.);
- эпизодическое программирование и диагностика ПЛК (программируемый логический контроллер), когда прокладывать постоянные кабели не выгодно; дистанционное считывание показаний счетчиков, самописцев;
- объекты с агрессивными средами, вибрацией; объекты, находящиеся под высоким напряжением или в местах, не удобных для прокладки кабеля;
- отслеживание траектории движения транспорта, охрана границ государства, мониторинг напряженности автомобильного трафика в городах и условий на дорогах, мониторинг леса, моря, сельскохозяйственных культур, мониторинг вредных выбросов в экологии;
- любые объекты, для которых известно, что стоимость кабелей, кабельных каналов, опор или траншей, а также работ по монтажу и обслуживанию существенно превышает стоимость заменяющей беспроводной системы, при условии отсутствия жестких требований к надежности доставки сообщений в реальном времени;
- объекты во взрывоопасных зонах.
В большинстве применений беспроводные сети позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с проводными сетями:
- существенно снизить стоимость установки датчиков;
- исключить необходимость профилактического обслуживания кабелей;
- исключить дорогостоящие места разветвлений кабеля;
- уменьшить количество кабелей;
- уменьшить трудозатраты и время на монтаж и обслуживание системы;
- снизить стоимость системы за счет исключения кабелей;
- снизить требования к обучению персонала монтажной организации;
- ускорить отладку системы и поиск неисправностей;
- обеспечить удобную модернизацию системы.
Поскольку реконфигурация системы и ее монтаж становятся гораздо более простыми, беспроводные сети можно использовать и в традиционных областях применения кабельных связей, когда стоимость кабеля и монтажа оказывается выше, чем установка беспроводной системы.
Беспроводные сети делятся на следующие классы:
- сотовыесети WWAN (Wireless Wide Area Network);
- беспроводные LAN (WLAN - Wireless LAN);
- беспроводные сети датчиков.
В промышленной автоматизации наибольшее распространение получили три типа беспроводных сетей: Bluetooth на основе стандарта IEEE 802.15.1, ZigBee на основе IEEE 802.15.4 и Wi-Fi на основе IEEE 802.11. Физические уровни модели OSI для этих сетей основаны на соответствующих стандартах IEEE, а протоколы верхних уровней разработаны и поддерживаются организациями Bluetooth, ZigBee и Wi-Fi соответственно. Поэтому в названии сетей обычно указывают ссылки на стандарт. Все три сети используют нелицензируемый ISM (Industrial, Scientific, and Medical) диапазон 2,4 ГГц.
[+см. Вопрос8.]
