電子核心期刊論文之無線網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)監(jiān)控中的應用

　　1　引　言

　　工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控早已突破了單回路控制與監(jiān)視的功能，而隨著計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)整合水平的不斷發(fā)展，在數(shù)據(jù)接口開放性、數(shù)據(jù)發(fā)布實時性、數(shù)據(jù)連接安全性等方面提出更高的要求[1]。智能化、網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)場儀表與監(jiān)控系統(tǒng)成為新一代工業(yè)標準。由于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)本身的局限性，許多特殊環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)支持仍然是個難題。近年來，無線技術(shù)得到了飛速發(fā)展，為解決上述問題提供了經(jīng)濟有效的手段。該文首先分析了當前無線網(wǎng)絡(luò)的應用現(xiàn)狀和協(xié)議對比，討論了使用無線網(wǎng)絡(luò)帶來的傳輸速度、可靠性、拓撲結(jié)構(gòu)以及安全性的問題，然后根據(jù)某化工廠監(jiān)控組網(wǎng)需求，提出一個綜合了無線局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的工業(yè)監(jiān)控平臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，最后對于無線網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)中的應用作了總結(jié)和展望。

　　2　無線局域網(wǎng)(WLAN，Wireless Local AreaNetworks)

　　2.1　無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢與工業(yè)應用現(xiàn)狀

　　現(xiàn)有的監(jiān)控平臺大多基于有線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)高速穩(wěn)定，滿足了大部分場合工業(yè)組網(wǎng)的需要。但是，有線網(wǎng)絡(luò)只能沿著一維的線路傳輸數(shù)據(jù)，傳輸需要導體介質(zhì)，因而帶來規(guī)劃布線、預設(shè)接口、線路檢測、線路擴容等一系列和傳輸途徑有關(guān)的工作，并且這些工作不可避免地具有破壞建筑、浪費接口、檢修困難、擴展困難的弊病。此外，監(jiān)控設(shè)備處在不能布線的環(huán)境中或者是裝載在車輛等運動機械的情況下，是難以使用有線網(wǎng)絡(luò)的。與此相對應，無線網(wǎng)絡(luò)向三維空間傳送數(shù)據(jù)，中間無需傳輸介質(zhì)，只要在組網(wǎng)區(qū)域安裝接入點(Access Point)設(shè)備，就可以建立局域網(wǎng);移動終端只要安裝了無線網(wǎng)卡就可以在接收范圍內(nèi)自由接入網(wǎng)絡(luò)�？傊�，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的靈活性、便捷性、擴展性方面，無線網(wǎng)絡(luò)有獨特的優(yōu)勢。傳輸?shù)淖饔?如圖2—1)：

　　這種做法功能單一(只能實現(xiàn)點到點或者一點對多點的連接)、封閉、沒有安全性、價格昂貴、實現(xiàn)復雜(必須專門編程實現(xiàn)通訊)。隨著各行業(yè)中對無線組網(wǎng)需求的不斷增長，迫切需要一種開放、安全、對應用透明、能夠?qū)崿F(xiàn)不同組網(wǎng)要求的無線解決方案。隨著無線局域網(wǎng)協(xié)議標準的制定，上述問題得以解決，無線局域網(wǎng)可以靈活地實現(xiàn)多點互連、中繼連接、多區(qū)域漫游連接等多種組網(wǎng)方式。無線技術(shù)正越來越多的被應用于智能化儀器儀表與監(jiān)控系統(tǒng)中，無線現(xiàn)場總線的應用與研究也開始出現(xiàn)[5]。

　　2.2　無線局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介紹與對比

　　無線局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準建立至今已有較長時間，但由于無線局域網(wǎng)速度低、協(xié)議標準不統(tǒng)一、價格昂貴，用戶為保護投資，不愿意使用無線網(wǎng)絡(luò)，因此無線局域網(wǎng)并沒有得到廣泛應用。

　　近兩年來，隨著速率較高的無線通訊協(xié)議開始推出，無線局域網(wǎng)得到快速發(fā)展。表2—1給出了常見的協(xié)議及其性能對比。

　　注：a.對于共享網(wǎng)絡(luò)，所指速率為獨享網(wǎng)絡(luò)所具有的最高物理層傳輸速率;

　　b.指無特殊干擾的情況下，室外傳輸距離;

　　c.價格受時間、市場和型號影響較大，此為2001年底市場一般產(chǎn)品每節(jié)點的價格，僅供參考，下同。

　　從對比可以看出，IEEE802.11系列和ETSI的HiperLAN系列最適合工業(yè)應用，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能也大致相當，但從目前來看，HiperLAN遠沒有能夠形成廣泛應用的產(chǎn)品市場，而基于IEEE802.11b標準的產(chǎn)品已經(jīng)在市面上大量出現(xiàn)，成為事實上的標準;在下一代協(xié)議中，IEEE801.11a和HiperLAN/2[9]的性能都有了很大提高，傳輸速率均達到54M，IEEE801.11a傳輸距離將達5～10 km。隨著基于IEEE802.11b的產(chǎn)品不斷推出和市場的不斷擴大，價格也在不斷下跌，一個AP的價格現(xiàn)在在200�米笥�，而無線網(wǎng)卡在100�靡韵拢�逐漸接近人們可接受的價格范圍�？梢灶A見，802.11系列協(xié)議會是將來的無線局域網(wǎng)協(xié)議的最重要成員之一。

　　IEEE802.11b作為當前一個無線局域網(wǎng)最典型的實例，在以下的討論中將圍繞它展開。

　　2.3　無線局域網(wǎng)用于監(jiān)控平臺的問題

　　工業(yè)監(jiān)控對其網(wǎng)絡(luò)設(shè)施有嚴格的要求，因此需要從傳輸速度、可靠性、拓撲結(jié)構(gòu)、安全性等方面考慮無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點，并提出相應的解決方法。

　　·傳輸速度

　　與IEEE802.3沖突檢測機制不同，IEEE802.11b采用了避免沖突的傳輸機制(IEEE，1999)，因而能夠獲得更高效率的數(shù)據(jù)傳輸。但是由于無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸容易受到地域、氣候等環(huán)境因素的影響，難以穩(wěn)定地獲得協(xié)議設(shè)計的最高速度。為此，IEEE802.11b提供了4種傳輸速率標準：高速(11 M)、中速(5.5M)、標準速度(2M)以及低速(1M)，從而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接的實際情況自動選擇傳輸速率。由于無線以太網(wǎng)是共享信道，每個終端所能獲得的傳輸速率不僅與環(huán)境因素有關(guān)，還受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的影響。接入的終端計算機越多，每個終端所能夠分配到的速率就越低。

　　小編推薦核心期刊計算機論文　計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全防護策略探討_電子論文發(fā)表

　　【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)在各個領(lǐng)域的多個行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，而計算機網(wǎng)絡(luò)在我們帶來極大便利的同時，其信息安全也成為當前人們最關(guān)注的問題。為了確保計算機網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定可靠運行，要積極采取計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全防護策略，推動計算機網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。本文分析了計算機網(wǎng)絡(luò)面臨的安全隱患，闡述了計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全防護策略。

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