工業(yè)無(wú)紛洲住系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議
工業(yè)無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示.以控制室為基本單元,控制室內(nèi)的設(shè)備由無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)子網(wǎng)互聯(lián).根據(jù)應(yīng)用儒求的不同,可以分為高速現(xiàn)場(chǎng)子網(wǎng)和低速.低能耗現(xiàn)場(chǎng)子網(wǎng).二者在物理通信機(jī)制和組網(wǎng)方式上都不相同.前者用于具有較高通信頻率要求的快速控制應(yīng)用.后者用于具有低通信頻率要求的低速控制和監(jiān)測(cè)類應(yīng)用.由通信中繼和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的無(wú)線骨干網(wǎng)將各個(gè)控制室的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)子網(wǎng)互聯(lián)起來(lái).并實(shí)現(xiàn)與工廠原有的有線控制和信息網(wǎng)絡(luò)的連接.支撐上述工業(yè)無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu).如圖2所示,主要包括如下協(xié)議:.物理層協(xié)議:物理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的調(diào)制、發(fā)送與接收.目前工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的物理層協(xié)議主要采用IEEESO2.15.4和IE匡80211.通常認(rèn)為.IEEESD2.15.4適合短距離現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信而IEEE80211更適合搜蓋范圍廣泛的車間級(jí)和企業(yè)級(jí)通信.為了應(yīng)對(duì)工業(yè)應(yīng)用極端的通信環(huán)境.大都應(yīng)用直序擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)..數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議:數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀.幀檢測(cè)‘介質(zhì)訪問(wèn)和差錯(cuò)控制.工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議僻要充分考慮極端的工業(yè)無(wú)線通信環(huán)境、多樣化信息的實(shí)時(shí)通信、休眠等節(jié)能機(jī)制滿足更為嚴(yán)格的可靠性.實(shí)時(shí)性和節(jié)能性要求.,網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議:工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通常將這兩層并在一層考慮.完成數(shù)據(jù)的端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸.工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通常采用Mesh結(jié)構(gòu).魯棒實(shí)時(shí)是工業(yè)應(yīng)用對(duì)該層的主要要求,協(xié)議的設(shè)計(jì)需要解決資源嚴(yán)格受限、工業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變、工業(yè)環(huán)境下鏈路質(zhì)量的不穩(wěn)定多樣化的信息和多樣化的實(shí)時(shí)性要求、能量效率和負(fù)載均衡等問(wèn)題.,網(wǎng)絡(luò)管理:網(wǎng)絡(luò)管理完成網(wǎng)絡(luò)的形成和配置、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)診斷與維護(hù)以及安全管理等功能.工業(yè)應(yīng)用的Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、資源受限、節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性等特點(diǎn)都對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理提出了更高的要求..應(yīng)用子層協(xié)議:應(yīng)用子層完成網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間同步.節(jié)點(diǎn)定位.并提供面向用戶應(yīng)用的協(xié)同應(yīng)用服務(wù)接口.應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上不同設(shè)備間的通信.應(yīng)用信息獲取和設(shè)置服務(wù).工業(yè)應(yīng)用要求協(xié)議提供對(duì)連續(xù)離散等不同控制應(yīng)用的支持.
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