工业无线通信网络多重覆盖节点调度数学建模

工业无线通信网络节点覆盖冗余度过高,使得节点调度难度上升,针对该问题提出了工业无线通信网络多重覆盖节点调度数学建模方法。构建工业无线通信网络的三维网格覆盖结构,计算任意一个覆盖节点与网格节点之间的距离,结合差分算法和混合二进制编码确定多重覆盖节点状态。采用退避机制确定容忍覆盖区域,判别节点覆盖冗余度。结合覆盖冗余度分析结果,采用蚁群算法更新蚂蚁信息素浓度,构建多重复覆盖节点调度模型,得到最优调度路径。由实验结果可知,在初始重复覆盖率分别为100%、95%、90%、85%情况下,使用该方法在通信时间分别为800、600、500、300 s时的网络重复覆盖率均为0,说明该方法的节点调度效果较好。

基于LoRa技术的工业无线通信网络多重覆盖节点调度研究

远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术以其低功耗、长距离传输以及抗干扰性强等优势,在工业无线通信网络中得到广泛应用。为进一步提升LoRa网络性能和资源利用率,多重覆盖节点调度策略成为关键。文章分析了LoRa技术原理,深入研究工业无线通信网络多重覆盖节点调度,包括多重覆盖冗余度判别和数学模型构建。经过仿真实验,验证了所提算法的有效性,其在覆盖率、能耗以及网络寿命等方面均优于传统方法,具备较高的应用价值。

工业无线通信可靠性研究

研究工业无线通信可靠性问题。工业无线通信环境恶劣,可靠性难以满足现场需求;现场仪表通信功能有限,缺少有效的通信可靠性改进方法。针对这种情况,提出一种优化重传方法,在现有资源和通信调度模式下,有效提高工业多跳无线通信可靠性。首先建立多跳无线通信链路可靠性优化模型,然后对优化模型进行转化,提出适于应用的优化方法。进而,研究了有冗余路由的多跳无线通信链路重传时的情况。通过数学分析和数值仿真,证明了优化方法有效提高了工业无线通信可靠性。

工业无线多跳多信道通信链路优化研究

工业无线技术推广应用的主要瓶颈是通信可靠性难以满足要求。多跳无线通信中,各子链路通信质量都直接影响端到端可靠性,可靠通信面临更多挑战。针对这种情况,研究了多跳多信道通信链路,通过优化时隙和信道资源提高端到端可靠性。建立了工业无线通信多跳多信道链路模型,研究了实时性约束下链路端到端可靠性最大化问题,提出了优化模型;将优化问题转化为资源调度问题,进而用贪婪算法进行了求解,从而提供了一种易于现场应用的轻量级优化算法。开发了相应的半实物仿真平台,验证了算法的有效性。

基于EMD滤波及在工业无线通信中的应用

为了满足高可靠的工业通信需求,基于软件无线电的通讯模式成为工业无线通信的发展方向。针对工业的噪声环境,提出了利用经验模态分解对无线通信信号进行分解的滤波算法,利用CCSLink将该算法的Matlab程序传到CCS中,通过编译器生成满足软件无线电平台所需的嵌入式代码,在平台的信号接收端,去除干扰分量,并对分段滤波后的信号进行重构。试验结果表明,该算法有效地解决了工业干扰所造成的无线通信的不稳定性。

第九章 基于工业无线通信技术的电机能源效率在线监测系统

本文介绍了一种基于工业无线通信技术的电机在线监测与能源管理系统,该系统采用非侵入式电机定子电流信号特征分析技术(MCSA),实现对电机运行状态信息的采集、分析与监测,采用工业无线通信技术构建电机监测通信网络,具有监测精度高、安装方便、成本低等特点,适合于对工业生产中广泛使用的中小型电机效率在线监测与能源管理。

基于工业无线通信的普通车床安全集成控制系统

通过在普通车床上安装检测元件,并应用工业无线通信技术与网络技术,构建普通车床安全保护集成控制系统。此系统不仅能实现车削加工过程的安全保护,还能对车床群组进行集中和远程控制,方便了管理者对现场的有效监管,在学校和制造企业中具有广泛的应用前景。

ZigBee工业无线通信中的数据管理

ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络标准,其灵活的组网方式、可靠的网络性能、大规模的网络容量为工业无线通信提供了一种新的无线接入应用技术。主要介绍ZigBee协议的内容,并就工业现场环境的特殊性提出在实际的网络应用中还需要解决的诸如干扰、可靠性、时延、网络安全、应用开发等问题。

工业无线通信是又一个热点技术

工业无线一直是业界的热门话题,大家都对工业无线技术抱有很大的兴趣。作为无需布线的通信方式,工业无线通信技术是继现场总线之后,工业控制领域的又一热点技术。它是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术,也是未来几年工业自动化产品新的增长点。

工业环境下无线通信的新近发展及其在环保和节能减排的应用潜力

围绕工业环境下无线通信技术标准ISASP100的制定,美国两大处于领先地位的自动化厂商展开了相当激烈的竞争,介绍其背景和争论焦点。详细讨论了将无线检漏传感器应用于蒸汽泄漏、天然气检漏和化工厂、炼化厂各种气体检漏的可行性和应用潜力。

工业衡器产品的无线通信

工业无线通信是革命性技术,近年来发展迅猛,工业衡器厂商应尽快推出无线化的产品,满足用户的需求。本文首先介绍了三个工业无线通信标准:WirelessHART、ISA100.11a和WIA-PA,然后简述了工业无线通信系统架构,最后详细介绍了工业衡器产品无线化的三个途径:自行开发全套无线产品,通过通用接口与无线模块集成,产品集成。

面向无线/有线工业网络集成的协议转换器构架

针对工业现场控制任务对无线通信网络的要求,在应用层、数据链路层上详细分析了3种现有的有线网络与无线通信网络之间不同的集成模式。然后,提出了一种能够包括3个子网段的协议转换器架构模型W ICN-H,详细描述了共享数据区的结构和设计,通过数据映射和数据转换机制进行数据的控制管理,分析了无线网段W ICN与有线网段PROFIBUS-DP和MODBUS间的数据通信过程。最后,定义了控制循环周期参数来反映从传感器到控制器再到执行器的传输时延,并通过5个不同的验证实验对异构网络和协议转换器的实时性能进行了评估。实验表明控制循环周期小于60 ms,系统能够满足工业控制的实时性能需求。

工业脉冲噪声下无线通信系统预编码设计及性能分析

矿山等场景中的工业脉冲噪声会导致无线通信系统的突发数据错误,显著降低数据传输可靠性和通信质量。现有的抗脉冲噪声研究大多只能保证通信系统的有效性或可靠性,而工业无线通信场景中的任务应用对有效性和可靠性都提出了较高要求,单一的性能研究无法满足需求。针对上述问题,综合考虑工业设备尺寸和设计复杂性,建立了联合收发端设计的多用户多输入单输出(MU-MISO)正交频分复用(OFDM)系统模型。在发射端设计了基于二次型转换的预编码算法,以最大化系统和速率;采用二次型对耦合的预编码矢量进行解耦,以降低计算复杂度。在接收端设计了深度削减脉冲噪声消除方案,以降低误码率,提高工业无线通信的可靠性。仿真结果表明:在米德尔顿A类(MCA)噪声模型下,基于二次型转换的预编码算法与半正定松弛(SDR)算法的系统和速率十分相近,验证了所提预编码算法的有效性;与主流的消隐、削减、混合3种非线性脉冲噪声消除方案相比,深度削减脉冲噪声消除方案的输出信噪比最高,误码率最低,误码率比主流的最佳方案低24%,性能最优。

多信道优化算法及工业无线通信协议栈的研究与应用

随着科技的发展,无线通信技术也不断地发展并得到了广泛的应用,因为多信道跳频可以很好的提高无线通信的抗干扰能力而在工业领域也得到了很好的发展,因此,本文主要研究了多信道的优化算法和无线通讯协议栈在工业上的应用。

一种基于确定性调度的工业无线网络路由算法

现有无线通信技术和无线传感器网络中的路由协议无法完全满足工业现场应用需求。为了解决工业无线网络中数据通信的确定性、可靠性和实时性等问题,提出了一种基于确定性调度与链路质量的前k优路径路由算法,根据IEEE802.15.4的工业无线网络DL子网的特点,选取传输延时和链路质量作为路径选择的评价标准。通过算法的实现、仿真分析以及测试,结果表明:该算法有效的改善了通信过程中的确定性、高可靠性等问题,并降低了网络开销、节省了网络资源。

工业无线光技术研究进展

现有的绝大部分应用于各类工业环境无线解决方案是基于传统射频的技术范式,存在电磁干扰、工业数据泄露等潜在风险,众多研究机构正积极地将多样的无线光技术引入到工业智能场景。为了清晰阐述无线光技术在工业场景应用的研究进展,分别从工业无线光多载波传输、多输入多输出(MIMO)传输、定位和原型通信系统实验这些方面进行了梳理,初步给出了工业无线光技术进一步发展所要应对的主要技术挑战和潜在解决方案。

无线通讯技术在工业自动化领域中的应用

工业无线通信技术是继现场总线之后,工业控制领域的又一热点技术,是降低工业测控系统成本、扩展工业测控系统应用范围、推动自动化发展的关键技术。

面向无线传感网络的双向射频功率放大器研究

针对无线传感网中通信模块存在的发射功率小、接收灵敏度低、难以适应恶劣的工业无线环境的现状,本文设计了一种工作于470MHz频段的双向射频功率放大器。选用Renesas公司的SiGe工艺NPN晶体管NESG270034和NXP公司的第五代Si材料工艺NPN晶体管BFU530W分别设计正向放大器和反向放大器。利用ADS软件对其进行仿真及实验测试分析,测试结果表明:在470MHz频段内,正向放大器增益为18.9dB,S11小于-15dB,S22小于-15dB;反向放大器增益大于15dB,噪声系数小于1dB,S11小于-15dB,S22小于-15dB。最后联合cc1120~470MHz节点测试发射功率和接收灵敏度。

基于WIA-PA无线压力变送器设计

采用我国自主知识产权的WIA-PA无线通信技术,设计了一款工业级PDS无线压力变送器,本文介绍了该系统硬件和软件的设计方法,重点阐述了硬件电路组成、软件驱动流程和无线通信数据交互模式。该无线压力变送器完全适用于工业现场标准,在工厂及人员不便到达的现场领域将有很广阔的应用前景。

基于以太环网与虚拟串口的工业自动化系统的设计

工业现场有很多有效的数据需要处理,如视频数据、音频数据、温湿度数据和工业现场PLC采集的数据等等。传统的工业系统一般是在近端完成对工业现场的控制、数据的采集和存储,本文介绍了一种基于工业以太环网、无线通讯、虚拟串口等技术的远距离工业自动化通讯系统,可完成对恶劣的工业现场信息的远程处理,相比传统系统,本系统具有更强的稳定性、实时性和便捷性。