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摘要：無線通信技術在當今的發(fā)展十分迅速，且在各行各業(yè)中都得到了廣泛應用。將無線通信技術應用到設備狀態(tài)的監(jiān)測中，可全面革新現(xiàn)代設備狀態(tài)監(jiān)控工作模式，使其朝著更高的層次發(fā)展?；诖耍恼聦υO備狀態(tài)監(jiān)測中的無線通信技術進行研究，首先分析了設備狀態(tài)監(jiān)測的主要原理，然后對紅外技術、藍牙技術、WIFI技術、超寬帶技術以及ZigBee技術進行比較，通過比較發(fā)現(xiàn)，ZIgBee技術在設備狀態(tài)監(jiān)控中最為適用。最后著重對ZIgBee技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用進行分析。希望通過本次的分析，可以為無線通信技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中的合理應用以及設備狀態(tài)監(jiān)測質(zhì)量的提升有所幫助。

關鍵詞：無線通信技術；設備狀態(tài)監(jiān)測；ZIgBee技術

引言

隨著近年來我國工業(yè)化進程的不斷加快，各種工業(yè)設備的運行狀態(tài)也開始受到人們越來越多的關注。眾所周知，在工業(yè)生產(chǎn)中，只有保障設備的正常運行，才可以滿足實際的生產(chǎn)需求，保障產(chǎn)品生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。在進行設備運行狀態(tài)監(jiān)測的過程中，通信技術是一項必不可少的技術。就當今的設備狀態(tài)監(jiān)測來看，傳統(tǒng)的通信技術已經(jīng)無法滿足實際的監(jiān)測需求。這就需要對當今先進的無線通信技術加以合理應用，以此來實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的有效監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，使問題被解決在萌芽階段。

1設備狀態(tài)監(jiān)測的原理分析

設備狀態(tài)監(jiān)測主要是通過相應的手段來進行設備運行數(shù)據(jù)的整理、分析，以此來做出設備運行狀態(tài)的判斷。具體的監(jiān)測中，不僅應該對設備自身的特征進行充分分析，也應該通過監(jiān)測對其發(fā)展趨勢進行判斷，以此來預測設備可能會出現(xiàn)的問題，并采取相應的措施進行維護。這種維護可以讓設備保持在一個良好的工作狀態(tài)中，避免由于自身問題或外部影響而導致設備運行停止情況。同時，合理的設備狀態(tài)監(jiān)測也可以幫助工作人員對設備的實時動態(tài)做到全面掌握，并通過合理化的措施來應對設備的異常情況，縮短維系時間，減少人力消耗。狀態(tài)監(jiān)控的系統(tǒng)十分復雜，但是其基本構(gòu)成可按照四部分進行劃分，一是傳感器，二是數(shù)據(jù)捕獲，三是檢測元件，四是診斷元件。傳感器可實現(xiàn)信息到電信號的轉(zhuǎn)化；數(shù)據(jù)捕獲可實現(xiàn)信息技術與微處理器之間的科學結(jié)合，并放大處理傳感器中的信息；檢測元件可正確判斷出設備故障；診斷元件可對設備異常做出進一步的檢測，并為工作人員提供出相應的維修指示和維修建議，有著計算快、成本低等的特點。

2幾種典型的無線通信技術對比分析

在當今的設備狀態(tài)監(jiān)測中，可供選擇的無線通信技術有很多，但是就目前來看，使用最廣泛的幾種典型無線通信技術分別是紅外技術、藍牙技術、WIFI技術、超寬帶技術和ZIg-Bee技術。以下是對這幾種典型無線通信技術所進行的對比分析。

2.1紅外技術

紅外技術在短距離的設備狀態(tài)監(jiān)測中十分常用，該技術的原理是通過紅外線來進行數(shù)據(jù)的點對點傳輸，其傳輸距離為2m以內(nèi)，最快傳輸速度可以達到16Ml/s。該技術有著體積小、成本低、保密性強和連接方便等的優(yōu)勢。但是該技術僅僅為一種視距傳輸技術，其信號的接收和發(fā)射都有方向性，且發(fā)射角度比較小，抗干擾能力不夠強，一旦在傳輸過程中遇到障礙物，通信就很容易中斷，其網(wǎng)絡構(gòu)成也不夠靈活。因此，該技術可用來進行比較簡單的無線數(shù)據(jù)傳輸，在設備狀態(tài)監(jiān)測中并不是十分適用。

2.2藍牙技術

藍牙技術屬于一種近距離的無線連接技術，它有著比較高的寬帶，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)傳送。其主要的工作參數(shù)如下：但是因為藍牙技術的傳輸距離比較短，抗干擾能力比較弱，且芯片的價格比較昂貴，與設備狀態(tài)在線監(jiān)測的低成本需求并不符合，所以該技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中也并不是十分適用。

2.3WIFI技術

該技術有著比較廣的覆蓋范圍，其通信距離可以達到300m以上，且數(shù)據(jù)傳輸速度較快。其最大的優(yōu)勢是兼容性，只要將無線網(wǎng)安裝在終端，就可以進行網(wǎng)絡資源的訪問，可有效避免繁瑣的布線。該技術在設備狀態(tài)的遠程監(jiān)測領域比較適用，但是由于其信息傳輸量比較小，寬帶比較低，技術標準比較復雜，且需要比較高的成本，所以該技術在設備狀態(tài)監(jiān)測領域中的應用也受到了一定程度的阻礙。

2.4超寬帶技術

該技術屬于一種無載波通信技術，主要借助于納秒甚至是微秒級別的非正弦窄脈沖來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，所以該技術有著很寬的頻譜，其通信距離可達到10m以上，傳輸速度可達到100Mb/s。該技術的優(yōu)點是功率低，寬帶高。復雜程度低。但是在設備狀態(tài)監(jiān)測領域的應用中，該技術的安全問題、抗干擾問題等都有待進一步解決。

2.5ZigBee技術

ZigBee技術是目前無線通信技術中發(fā)展最迅速的一種技術，該技術主要工作在

2.4GHz

免費頻段中，其優(yōu)勢是自組織、復雜程度比較低、功耗比較低、成本比較低、可靠性和安全性比較高、監(jiān)測點多，網(wǎng)絡容量大。以下是ZigBee技術的具體工作參數(shù)：通過以上的分析可以發(fā)現(xiàn)，這五種典型的無線通信技術都有著各自的特點和優(yōu)勢，而它們的特點差異也就是其應用的領域有所不同，具體情況如下表所示：通過以上的對比可以看出，在設備狀態(tài)監(jiān)測中，WIFI技術和ZigBee技術是兩種比較適用的無線通信技術。但是WIFI技術在無線局域網(wǎng)領域中更加適用，而將其應用到設備狀態(tài)監(jiān)測領域便顯得有些大材小用。因此，在設備狀態(tài)監(jiān)測領域中，將以ZigBee技術為基礎的無線傳感器網(wǎng)絡加以合理應用，憑借著其功耗低、成本低、組網(wǎng)靈活、系統(tǒng)簡單而可靠等的優(yōu)勢，可全面滿足當今設備狀態(tài)遠程無線監(jiān)測的實際需求。同時，因為ZIgBee技術有著眾多的節(jié)點數(shù)量，在具體的設備狀態(tài)監(jiān)測工作中，每一個節(jié)點都將會通過周期性的方式來進行頻率采樣，并將采集到的設備振動數(shù)據(jù)向監(jiān)測計算機實時傳遞，以此來滿足對設備運行狀態(tài)的分析與處理要求。由此可見，相比較其他無線通信技術而言，ZigBee技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中更加適用，將該技術應用到設備狀態(tài)監(jiān)測領域中，不僅能準確采集設備的實時運行數(shù)據(jù)，也可以實現(xiàn)設備狀態(tài)的遠程監(jiān)控。

3ZIgBee技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中的具體應用分析

3.1ZigBee技術的協(xié)議構(gòu)架

一套完整的ZigBee技術協(xié)議主要的組成部分包括網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層和應用層，具體協(xié)議架構(gòu)圖如下：如圖1所示，IEEE802.15.4協(xié)議主要負責的是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。物理層幀結(jié)構(gòu)的組成部分主要有三個，一是物理層載荷，二是物理層幀頭，三四同步包頭。物理層對MAC子層和物理信道之間接口進行了定義，并為其提供數(shù)據(jù)和管理服務，它主要負責的是無線收發(fā)節(jié)點的啟動與關閉，可進行信道選擇，也可將信道評估清除，且能夠發(fā)送與接受數(shù)據(jù)包。在該協(xié)議架構(gòu)中，數(shù)據(jù)鏈路層被劃分為兩個子層，其一是MAC（媒體接入控制層）；其二是LLC（邏輯鏈路控制層）。前者可以接入所有的物理層無線通信，它主要負責的是PAN鏈路監(jiān)理與斷開；同時，該子層也可以對信道接入進行控制、確認模式的幀傳送、校驗與接收，也可以預留廣播信息以及時隙管理等。網(wǎng)絡層應基于MAC層建立，并通過ZigBee聯(lián)盟來進行制定，其主要的功能是實現(xiàn)必要函數(shù)的提供，以此來保障MAC層的正常運行，并將適合的服務接口提供給應用層，這樣就可以實現(xiàn)拓撲結(jié)構(gòu)的科學建立，以此來實現(xiàn)設備尋址以及路由傳送功能。網(wǎng)絡層的服務實體主要有兩個，其一是NLDE（數(shù)據(jù)服務），其二是NLME（管理服務），其幀結(jié)構(gòu)的主要組成部分也有兩個，其一是網(wǎng)絡層有效荷載，其二是網(wǎng)絡層幀頭。應用層可以給實際應用進行相應框架模型的提供，它主要負責在ZigBee網(wǎng)絡中映射不同的應用，以此來實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)設備和鑒權設備等的功能。應用層主要的應用對象包括用戶定義的應用對象、APS（應用支持子層）和ZDO（ZIgBee技術設備對象）。

3.2基于ZIgBee技術的設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

在設備狀態(tài)監(jiān)測中，可將ZigBee技術作為基礎來進行設備狀態(tài)監(jiān)測無線傳感網(wǎng)絡的建設，以此來實現(xiàn)對設備振動參數(shù)的監(jiān)測和采集，并對設備的實際運行狀況作出診斷。在該系統(tǒng)中，傳感節(jié)點可以對設備的振動數(shù)據(jù)進行采集和簡單處理，以此來形成一個特征值，并對當前的一組波形數(shù)據(jù)進行儲存，然后將這組信號和這個特征值進行比較，若發(fā)現(xiàn)異常，傳感器節(jié)點會將與該特征值所對應的振動信號傳送給收發(fā)器節(jié)點，讓設備故障得到在線診斷。借助于收發(fā)器節(jié)點，可實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡和Internet等各種外部網(wǎng)絡之間的連接，讓通信協(xié)議在兩種協(xié)議棧之間進行轉(zhuǎn)換，然后將收集到的數(shù)據(jù)向外部網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)，這樣就可以讓維修人員及時獲悉設備的故障情況，進而及時采取合理措施來進行故障處理。

4結(jié)語

綜上所述，在當今的設備狀態(tài)監(jiān)測中，無線通信技術發(fā)揮著至關重要的作用。通過無線通信技術，可實現(xiàn)設備運行狀態(tài)的無線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設備故障，縮短維修時間，保障設備的安全穩(wěn)定運行。因此，在當今的設備狀態(tài)監(jiān)測中，應加大力度進行無線通信技術的應用研究，使其發(fā)揮出更加充分的作用與優(yōu)勢，進一步提升設備狀態(tài)的遠程無線監(jiān)測質(zhì)量。

參考文獻：

[1]曾昱.關于設備狀態(tài)監(jiān)測中無線通信技術的應用研究[J].通訊世界,2017(15):52-53.

[2]季衛(wèi)松.設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用無線通信技術的探討[J].電子制作,2016(16):82.

[3]王鶴.無線通信技術在設備狀態(tài)監(jiān)測中的研究與應用[J].現(xiàn)代電子技術,2012,35(17):16-18.

作者：李啟蒙 單位：陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院