Sieci bezprzewodowe w przemyśle
Projektanci sieci przemysłowych chętnie sięgają po rozwiązania bezprzewodowe, ponieważ taka infrastruktura daje przedsiębiorstwu dużo więcej korzyści niż tylko pozbycie się kabli. Bezprzewodowa łączność umożliwia niezawodną transmisję danych w połączeniu z szybką instalacją. Zastosowanie technologii bezprzewodowej pozwala na swobodę projektowania systemów automatyki, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów wdrożenia.
Trzeba jednak pamiętać, że zaprojektowanie i wdrożenie sieci bezprzewodowej, przeznaczonej do pracy w przemyśle, wymaga dobrego zrozumienia wymagań tego środowiska. Wydajność łączności bezprzewodowej zależy od wielu czynników, takich jak przeszkody, zakłócenia elektromagnetyczne czy opady atmosferyczne.
Wi-Fi
Na rynku występuje kilka standardów sieci bezprzewodowych. Rożne organizacje próbują forsować swoje standardy, jednak najpopularniejsze są standardy otwarte, takie jak Wi-Fi, ZigBee oraz Bluetooth. Standard IEEE 802.11, w odmianach „a”, ”b”, „g” i „n”, jest stosowany głównie w infrastrukturze sieci LAN lub do przesyłu dużej ilości informacji między dwoma systemami. Najnowsza wersja IEEE 802.11ac umożliwia transmisję danych z prędkością przekraczającą 1 Gb/s oraz daje duże możliwości w zakresie topologii sieci. Większość punktów dostępowych umożliwia dodatkowo pracę w trybach WDS, most, repeter lub klient. Wi-Fi natomiast nie jest optymalnym wyborem dla aplikacji wbudowanych, z uwagi na duży pobór energii oraz wymagany rozmiar kodu.
Bluetooth
Sieci ZigBee i Bluetooth są przeznaczone do bezpośredniej obsługi urządzeń wykonawczych, rozszerzając możliwości sieci przemysłowych. Bluetooth przeznaczony jest do małych sieci, z maksymalnie siedmioma urządzeniami i prędkościami do 1 Mb/s. Zaletą transmisji Bluetooth jest duża niezawodność, uzyskana dzięki technologii FHSS (ang. Frequency Hopping Spread Spectrum, skokowe zmienianie częstotliwości w widmie rozproszonym). Transmisja odbywa się w całym zakresie pasma 2,4 GHz. Kanały, które są wykorzystywane przez inne sieci, są automatycznie wykrywane i usuwane z sekwencji skoków, dzięki czemu transmisja danych jest bardziej niezawodna.
Ze względu na rodzaje zastosowań istnieje wiele profili sieci Bluetooth. W automatyce najczęściej stosowane są PAN (ang. Personal Area Networking) i SPP (ang. Serial Port Profile). W zależności od użytej anteny, urządzenie z interfejsem Bluetooth można oddalić od komputera na odległość do 100 m.
ZigBee
Bezprzewodową siecią przemysłową o bardzo dużym potencjale jest ZigBee. Została ona stworzona specjalnie dla aplikacji przemysłowych. Zasięg sieci jest ograniczony do 100 m. Wszystkie odmiany ZigBee używają technologii DSSS (ang. Direct-Sequence Spread Spectrum). ZigBee jest technologią PAN (ang. Personal Area Network), która automatycznie ustanawia połączenie z najbliższym węzłem. Taka sieć może zostać skonfigurowana w topologii gwiazdy, drzewa lub kraty. Jej podstawową zaletą jest bardzo niskie zapotrzebowanie na energię i prostota, która znacznie obniża koszty wdrożenia.
Optymalny dobór
Stojąc przed wyborem: Wi-Fi, Bluetooth czy ZigBee, należy się kierować wielkością aplikacji, stopniem rozproszenia, zapotrzebowaniem na energię oraz ilością i rodzajem przesyłanych danych. Wniektórych zastosowaniach wszystkie interfejsy mogą ze sobą koegzystować, np. przez bramki Bluetooth/Ethernet.
Sieć kablowa i Wi-Fi mogą tworzyć szkielet sieci, a Bluetooth i ZigBee najlepiej sprawdzą się w komunikacji z czujnikami. W ten sposób różne standardy mogą się wzajemnie uzupełniać, ponieważ każdy znich jest adresowany do specyficznych wymagań przemysłu.
ANTAIRA Technologies Sp. z o.o.
ul. Czereśniowa 98, 02-456 Warszawa
tel. 22 862 88 81, fax 22 862 88 82
e-mail: info@antaira.pl
www.antaira.pl
source: PAR 12/2014
Keywords
Antaira Technologies, Bluetooth, sieci bezprzewodowe, wi-fi, ZigBee