zigbee网络与epa网络集成技术分析

《zigbee网络与epa网络集成技术分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大连理工大学硕士研究生学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题作者签名：导师签名：大连理工大学硕士学位论文1绪论在计算机、通信和网络技术发展的推动下，工业通信技术的发展经历了20世纪六七十年代的模拟仪表控制系统，20世纪八九十年代的集散控制系统(DCS)和20世纪末的现场总线控制系统(F

2、CS)阶段，正朝着智能化和网络化方向不断发展。随着测控系统规模的不断扩大，降低投资和使用成本成为工业通信技术发展新阶段的迫切要求。在这一背景下，以无线传感器网络技术为基础的工业无线技术受到人们的广泛关注【11。1．1工业无线技术工业无线技术是2l世纪新兴、面向设备间短程、低速率信息交互的无线通信技术，适合在恶劣的工业现场环境使用，具有很强的抗干扰能力、超低能耗、实时通信等技术特征，是对现有无线技术在工业应用方向上的功能扩展和技术创新，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【2】。工业无线技术源于无线传感器网络技术的发展。无线传感器

3、网络由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成，能够实现对某一区域进行整体监测的目的【3训。无线传感器网络通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线的方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端。因此，实现了对某一区域多个监测点的信息采集、分布处理、网络总体信息的融合和数据的远程传输等功能，增强了在边远位置、危险位置或难以接触的位置进行自动化检测的能力【5】。例如在井矿、核电厂等一些危险的工业环境，工作人员可以通过它来实施安全检测。在交通领域，可以作为车辆监控和跟踪的有力工具。在工业自动化生产线上，无线传感器组成的监控

4、系统将大大改善工厂的运作条件，降低了维护和操作成本。工业无线技术是满足工业应用高可靠、-低能耗、硬实时等特殊需求的一类无线传感器网络技术。基于工业无线技术的测控系统与传统的有线测控系统相比，具有以下一些优势[6-s]：(1)低成本，易建立：传统有线系统的建立必须通过物理链路，布置线缆费时费力，在有些工业环境(如高温高压)及其他地理位置(如经过湖泊、林区)的特殊情况下，不易布线。测控系统运行期间需要不断检测系统状态，发现错误，更换电缆。使用工业无线技术将使测控系统的安装与维护成本降低90％，是实现低成本测控系统的关键。(2)高可靠、易维护：在有线系统中，绝大部分系统故障是由电缆的连接器件损坏

5、而引发的，其维护复杂度及费用高。使用无线技术将彻底杜绝此类错误的发生。ZigBee网络与EPA网络集成技术研究(3)高灵活、易使用：使用无线技术后，现场设备摆脱了电缆的束缚，从而增加了现场仪表与被控设备的可移动性、网络结构的灵活性以及工程应用的多样性，用户可以根据工业应用需求的变化快速、灵活、方便、低成本地重构测控系统。利用基于工业无线技术的测控系统，人们可以以较低的投资和使用成本实现对工业全流程的“泛在感知"，获取传统上由于成本原因无法在线监测的重要工业过程参数，并以此为基础实施优化控制，来达到提高产品质量和节能降耗的目标。1．2工业无线技术发展现状为了推进无线技术在工业自动化领域的快速

6、发展，2004年由美国能源部(DOE)发起，GE、Honeywell、RAE在内的70多家大公司参与成立了无线工业控制网络联盟(WINA)，该联盟专门讨论无线技术在工业控制领域应用的技术难题，至今已有200多家公司与科研机构参与其中。同年，美国工业技术计划“传感器和自动化”方向上设立了4个重点项目，在这些项目的支持下，工业自动化领域一些大的公司开展了以测控系统应用为牵动的工业无线技术共性关键问题的研究【9】。伊顿(Eaton)公司在2004年启动了“基于无线传感器网络的高级能源管理"项目。该项目致力于无线传感器网络的研究、测试、开发及实际部署方面的工作，计划五年完成。GE全球研究中心在20

7、04年启动了“分布式无线多传感器技术”项目，与Eaton公司重点面向网络结构的研究不同，该项目主要研究工业现场环境对无线网络的影响，计划四年完成。目前该项目已完成了典型工业环境下无线信道特征数据的收集与分析系统仿真工具设计并在核电厂和化工厂完成了现场实验。Honeywell实验室在2003年9月启动了“可提高工业效率的无线和感知”项目，重点研究面向工业现场的可靠无线技术【I⋯。2004年12月，美国仪表系统和自动化学会(