為工控和自動化部署ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡概述
使用諸如ZigBee等協(xié)議的低功率無線傳感器網(wǎng)絡是工業(yè)過程控制領(lǐng)域新興的最具有吸引力的技術(shù)之一，因為這些網(wǎng)絡允許在信號場內(nèi)布置計算能力，而以往這樣做會因成本而受限。
因為新傳感器節(jié)點價格低廉，只有以前的1/4，而且耗電很少（許多能用一節(jié)電池維持兩年或更長時間），它們很自然地適合于工業(yè)設置內(nèi)無法部署常規(guī)有線傳感器的領(lǐng)域。
由于這些新型低功率傳感器能隨處可用，工業(yè)工程師預想了它們的應用，早期使用者也開始了與ZigBee和其它無線協(xié)議有關(guān)的試運行項目。然而，隨著組織開始采用這些無線傳感器和控制網(wǎng)絡，兩大重要的障礙也隨之而來：部署無線傳感器網(wǎng)絡極度耗費時間，因為研制管理網(wǎng)絡和元件的軟件很復雜——尤其是工業(yè)設置內(nèi)的應用，網(wǎng)絡需要執(zhí)行高級功能；而且領(lǐng)先的無線協(xié)議（如ZigBee/802.14.5、802.11g和802.11s等）不完全支持工業(yè)應用特定的技術(shù)需求。
這些挑戰(zhàn)如此重大，以至于拖慢了部署計劃，并且給最初無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)的興奮狂熱迎頭澆了一盆冷水。好消息是解決兩大挑戰(zhàn)的解決方案正在涌現(xiàn)——將這些令人沮喪的障礙物排除到部署上。本文接下來將花大量篇幅探討這些挑
戰(zhàn)，并介紹組織如何利用最新的解決方案來克服這些攔路虎。
難以部署？為什么無線傳感器和控制網(wǎng)絡難以部署而且耗費時日有兩大主要原因：
“我怎么能得到講同一語言的所有東西？”問題——無線傳感器網(wǎng)絡部署將原本設計不在一起工作的物體弄到了一塊：
a）傳感器網(wǎng)絡內(nèi)的設備（如專有的ZigBee設備）
b）現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡
c）企業(yè)計算系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的SCADA、OPC、MODBUS和其它系統(tǒng)
“編程慢”問題——管理無線傳感器和控制網(wǎng)絡上運行的應用軟件編程目前在技術(shù)上錯綜復雜，費盡氣力，僅部署最簡單的應用就可能耗費專業(yè)級程序員數(shù)月的時間。對于工業(yè)設置內(nèi)需要許多難以編程功能的更復雜應用，這一過程可能持續(xù)更長。
“編程慢”和“說同一語言”問題可為部署流程增加6-12個月或更多的時間。即使當前基礎(chǔ)部署編程階段也需要這么久的時間，因為：
工程設計團隊正努力研制一種所有網(wǎng)絡元件之間的接口，通過利用神秘的包級編程技術(shù)，使所有網(wǎng)絡元件在節(jié)點端（傳感器端）和企業(yè)端的所有元件成功地實現(xiàn)彼此之間的通信；
該技術(shù)團隊針對給定的應用，解決了對所需功能進行編程的擴展過程，這對于關(guān)鍵的工業(yè)特性如可靠運輸、健康和狀況監(jiān)控、安全特性、中央功率管理和自動試車等領(lǐng)域來說非常復雜。
這種編程過程所需的時間給部署流程增加了巨大的成本——根據(jù)硬美元費用和與壟斷資源有關(guān)的軟費用。
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