藍(lán)牙制造業(yè)無(wú)線通信技術(shù)研究
時(shí)間:2022-08-06 09:01:43
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摘要:無(wú)線通信技術(shù)在高端設(shè)備行業(yè)采用藍(lán)牙技術(shù),提供小型設(shè)備無(wú)線adhoc網(wǎng)絡(luò),通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)安全接口完成設(shè)備自組網(wǎng)。文章針對(duì)遼寧省高端裝備制造業(yè)復(fù)雜環(huán)境下無(wú)線通信技術(shù)存在的問(wèn)題,提出了在車(chē)間復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備間無(wú)線局域網(wǎng)建設(shè)的措施,并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和信息處理等對(duì)策。
關(guān)鍵詞:藍(lán)牙;無(wú)線通信;對(duì)策
在高端裝備制造業(yè)環(huán)境下,車(chē)間工作人員現(xiàn)場(chǎng)大修,技術(shù)人員改變產(chǎn)品設(shè)計(jì),互相討論項(xiàng)目計(jì)劃,查閱瀏覽工程文件,工程指令,并請(qǐng)求技術(shù)支持,僅依靠現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。車(chē)間現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在很多缺陷,比如工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備較多,那么有線網(wǎng)絡(luò)電纜也將成比例增長(zhǎng),日積月累,越來(lái)越多的線纜星羅棋布必將給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的操作造成極大的不便,而且極易引發(fā)事故,因此迫切需要研究一種適合高端裝備制造車(chē)間網(wǎng)絡(luò)的新模式及其實(shí)際實(shí)施方法。該方法的實(shí)施應(yīng)充分利用現(xiàn)有技術(shù),最大范圍的減少現(xiàn)有車(chē)間環(huán)境布局的變化,并能滿(mǎn)足設(shè)備和設(shè)備通信要求、車(chē)間監(jiān)測(cè)及信息匯總的前提下實(shí)施。
1基于藍(lán)牙的無(wú)線通信技術(shù)的特點(diǎn)
藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)是一種支持短距離,低功耗和低成本的無(wú)線通信方法。它可以互連具有不同功能的設(shè)備,為小范圍內(nèi)的設(shè)備和設(shè)備提供自組織網(wǎng)絡(luò)機(jī)制,并通過(guò)一定的安全性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及傳輸。該方法完成了adhoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和廣域網(wǎng)的互連特性,即可滿(mǎn)足車(chē)間環(huán)境對(duì)多個(gè)設(shè)備的靈活組網(wǎng)需求,又可滿(mǎn)足車(chē)間環(huán)境中無(wú)線環(huán)境的最小藍(lán)牙協(xié)議棧。藍(lán)牙技術(shù)不但可以改善現(xiàn)有的高端設(shè)備制造設(shè)備之間的通信狀態(tài),而且可以實(shí)現(xiàn)快速方便的數(shù)據(jù)傳輸,獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息,提高設(shè)備的自動(dòng)控制能力。盡管現(xiàn)有高端設(shè)備制造工廠的有線網(wǎng)絡(luò)雖然運(yùn)行快速穩(wěn)定,在大多數(shù)情況下基本可以滿(mǎn)足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求。然而,廠房的有線網(wǎng)絡(luò)只能沿著特定的固定線路傳輸數(shù)據(jù),并且需要有線傳輸介質(zhì)進(jìn)行傳輸。這就帶來(lái)有一系列相關(guān)的問(wèn)題,如工廠布線,車(chē)間預(yù)設(shè)接口〔1〕,傳輸線路檢測(cè),網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展等。而且這些問(wèn)題不可避免地會(huì)造成資源浪費(fèi),檢修難度大,網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容困難。此外,在諸如移動(dòng)設(shè)備等特定環(huán)境中使用有線網(wǎng)絡(luò)是完全不可能的。與此相比,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有簡(jiǎn)單方便的擴(kuò)展性,非接觸式和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,因此不需要加速或重新配置網(wǎng)絡(luò),并且不需要使用有線電纜即可進(jìn)行定位切換,在工廠和車(chē)間環(huán)境中節(jié)省資金并避免有線連接。
2我省高端裝備制造產(chǎn)業(yè)集群中無(wú)線通信技術(shù)存在的問(wèn)題
我省高端裝備制造業(yè)廠房和車(chē)間無(wú)線通信技術(shù)存在的問(wèn)題主要包括以下幾個(gè)方面:(1)研究:核心設(shè)備和產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口,主動(dòng)性差,高端設(shè)備特別是運(yùn)動(dòng)設(shè)備的無(wú)線產(chǎn)品研發(fā)不足。(2)政府:高端裝備制造業(yè)工業(yè)控制設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈需要加強(qiáng),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和資源配置不完善。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃需要長(zhǎng)期考慮。(3)企業(yè):高端裝備制造業(yè)運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備創(chuàng)新動(dòng)力不足,競(jìng)爭(zhēng)力較弱。這些問(wèn)題的核心主要是企業(yè)內(nèi)部高端裝備制造業(yè)新技術(shù),新產(chǎn)品的研發(fā)滯后。然而,大學(xué)的研究機(jī)構(gòu)主要側(cè)重于研究,與公司沒(méi)有強(qiáng)有力的聯(lián)系。成果不能有效快速地應(yīng)用于生產(chǎn)。因此,建立真正的產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)是推動(dòng)遼寧高端裝備制造業(yè)無(wú)線通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
3采取的應(yīng)對(duì)措施
高端裝備制造業(yè)必須尋求一種合理有效的無(wú)線通信技術(shù)手段,使其能夠應(yīng)用于車(chē)間環(huán)境中的工業(yè)控制設(shè)備和加工設(shè)備,提高現(xiàn)有設(shè)備之間的通信狀態(tài),提供更便捷的數(shù)據(jù)傳輸,提高設(shè)備的自動(dòng)控制能力。(1)實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制系統(tǒng)和智能設(shè)備的信息處理,為無(wú)線控制提供依據(jù)。高端制造車(chē)間擁有許多無(wú)線控制系統(tǒng)和智能設(shè)備。它們需要大量的數(shù)據(jù)處理〔2〕,整個(gè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)處理過(guò)程分為兩步:提取設(shè)備信息和提取智能設(shè)備知識(shí),如圖1所示。設(shè)備信息的提取是工業(yè)無(wú)線控制的基礎(chǔ),主要用于收集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的方法主要是使用有線電纜和串行接口收集操作數(shù)據(jù)。雖然它可以滿(mǎn)足一些工業(yè)控制的要求,但它對(duì)于現(xiàn)代化、靈活和多樣化的工業(yè)場(chǎng)地來(lái)說(shuō)速度慢且效率低下。智能設(shè)備知識(shí)提取是對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理的過(guò)程。根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際需求,進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次處理,傳輸和處理為無(wú)線控制提供了基礎(chǔ)。(2)采用藍(lán)牙設(shè)備制造控制網(wǎng)絡(luò)通信,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜車(chē)間環(huán)境下設(shè)備間的靈活組網(wǎng)。從簡(jiǎn)單的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集到分布式控制,從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)到工業(yè)以太網(wǎng),復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的設(shè)備控制和信息采集離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),設(shè)備網(wǎng)絡(luò)是設(shè)備運(yùn)行,環(huán)境獲取信息的主要方式。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)線技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。近年來(lái)基于藍(lán)牙的無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展非常迅速。價(jià)格低廉,功耗低,靈活的組網(wǎng)和簡(jiǎn)單的操作使其對(duì)于復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集和控制非常有用〔3〕。
4結(jié)論
通過(guò)對(duì)高端設(shè)備制造業(yè)車(chē)間環(huán)境下的工控設(shè)備和加工設(shè)備之間的無(wú)線通訊進(jìn)行的研究,發(fā)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備和設(shè)備之間的傳輸主要是設(shè)備的控制信息和狀態(tài)信息以及環(huán)境信息,采用藍(lán)牙技術(shù)不但可以改善設(shè)備之間例如數(shù)控機(jī)床的加工控制程序,AGV小車(chē)傳感器采集、傳遞數(shù)據(jù),獲取設(shè)備狀態(tài)信息,而且可以提高設(shè)備的自動(dòng)控制能力。通過(guò)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)車(chē)間環(huán)境下設(shè)備與設(shè)備之間的無(wú)線局域網(wǎng)的建立,實(shí)現(xiàn)提高設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及車(chē)間環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制的功能。
參考文獻(xiàn)
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作者:劉麗華 單位:遼寧科技學(xué)院