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解惑工业无线——访华东理工大学教授、博士生导师凌志浩

厂商:《自动化博览》
  点击数:3101  发布时间:12-03-30 17:44
以感知和智能为特征的新技术的出现及其相互融合,使得未来信息技术的发展由人类信息主导的互联网向物与物互联信息主导的物联网转变,既兼顾物与物的相联,又涵盖人与物的沟通,以至最终构建“无所不在、无所不包、无所不能”的泛在网,实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物之间都能按需进行信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务。

                      
                         华东理工大学教授、博士生导师    凌志浩

   ■ 物联网由感、传、智、用、运、管等关键环节组成,在这些环节上,无线通讯技术在其中能有哪些机会?

   凌志浩:以感知和智能为特征的新技术的出现及其相互融合,使得未来信息技术的发展由人类信息主导的互联网向物与物互联信息主导的物联网转变,既兼顾物与物的相联,又涵盖人与物的沟通,以至最终构建“无所不在、无所不包、无所不能”的泛在网,实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物之间都能按需进行信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务。物联网作为泛在网发展的初级阶段,主要融合一个或几个网络面向人与物、物与物的通信。为实现更加广泛的互联功能,把感知到的信息无障碍、高可靠、高安全地进行传送,这需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术等融合。

   基于物联网中的不同终端类型及其网络接入方式,如移动终端、RFID读写器等可直接与物联网进行通信;而传感网网络节点通常经过一跳或多跳具有路由和数据转发功能的节点借助网关才能连接到物联网上。另外,位于终端与接入网关之间的延伸层网络,如传感器网、汽车网、家庭网络、个域网等,采用近距离、自组织、多跳等无线通信技术,实现终端的接入和信息的传递。网络层用于对延伸层信息的传递,路由和控制提供支撑,为物联网环境中的通信提供保障,其包含的接入网子层用于完成对延伸层节点和终端设备的接入、协议转换和控制,实现终端系统的聚合和重构以及异构网络的数据融合,在此所需采用的主要接入技术包括WIFI、ZigBee、WiMAX、UWB、HFC、移动通信等;而核心网子层主要为采集到的信息提供传递控制、存储、关联和分析,支持分布式、扁平化信息处理方式,向上支撑应用,向下优化网络互联。通常,网络层中的网络形态有通信网、互联网、广电网、NGN/NGI以及行业网等。

   ■ 工业无线要转向大规模的工业应用,还需在哪些方面有所突破?

   凌志浩:网络技术的发展以及人们对于网络服务质量和业务体验需求的提高,过去单一的网络和系统已经无法满足这种日益增长的需求,工业应用也是如此。工业通信无线化的趋势毋庸置疑,尤其在有线无法使用的场合更具优势,当工业无线进入大规模的工业应用后,需要在现场测控装置中增加通信功能和无线连网功能,实现将现有的现场总线、以太网、嵌入式技术和无线通信技术等融合到控制网络中,除了需要在基础理论和核心支撑技术方面更彻底、有效地解决好诸如可靠性、实时性、节能、安全性和兼容性等问题外,考虑到控制网络的异构性、现场终端设备的异构性以及协同工作等特征,在保证系统稳定性的同时,如何增强系统的开放性和互操作性,实现异构网络或异构终端设备的互联互通,是迫切需要得到解决的关键问题。

    在工业控制网络或物联网的工业应用中,存在着大量的现场终端、网络节点、网关等,而终端、节点与网关间互联互通则是为协同业务提供的基础。针对工业现场终端环境短距离通信的高度异构性以及多数现场节点在存储、处理能力上的不足,需要研究和解决不同协议平台的互连互通和终端协同机制,例如支持WirelessHart、WIA-PA、Zigbee、6LoWPAN、BlueTooth、WIFI、RFID等通信协议的异构终端设备之间的互联互通,当然互连互通会涉及到终端寻址、接口标准化、协议转换及标准化、工业无线系统架构改造及部署等问题。另外,为实现终端协同,需在互连互通基础上,对现场终端设备的互发现互操作、安全管理、协同机制、信息处理等终端关键技术有所突破。  

   摘自《自动化博览》2012年第三期