唯栎电子科技(上海)有限公司工业无线产品经理 潘裕荏
唯栎电子科技(上海)有限公司(ORing)作为一家提供工业互联网解决方案的公司,具有研发、设计和生产能力。ORing的工业无线解决方案包括了以IEEE 802.11标准为基础的WLAN解决方案和以2G/3G/4G蜂窝网络为基础的WWAN解决方案,目前广泛应用于铁路、轨道交通、有轨电车、智能交通、智能城市、工厂自动化、港口码头、石油天然气等行业,配合ORing工业以太网交换机,为用户组建可靠稳定的工业通讯网络。
盐城智能路灯节能改造项目
尽管ORing工业无线产品进入中国大陆的时间并不长,唯栎电子科技(上海)有限公司工业无线产品经理潘裕荏明显感觉到2015年市场的需求量开始激增。“2015年,我们成功地获得盐城智能路灯节能改造项目。”潘裕荏详细讲述了这一项目,“江苏省盐城市盐都区住建局在2015年启动了路灯节能改造工程,全力做好路灯远程监控智能控制系统,对新都路、盐渎路、世纪大道等48条主次干道的19,322盏路灯进行改造,对路灯配电箱87个站点进行了节能设备的安装,共计安装节能设备77台。此次的智能路灯节能改造,采用了“三遥”集中控制系统,在48条道路的87个路灯控制箱中安装基于手机GPRS通信网络智能芯片,工作人员通过电脑或者手机调节监控系统,就可根据天气和季节的不同明暗变化,自动调整路灯开关灯时间,降低电耗。据初步计算,在不影响照明需求的情况下,该系统的实施可节约路灯功耗的18%,带来更好的经济效益和社会效益。”
记者进一步了解这个项目。在这个系统中,ORing利用Zigbee为终端感测系统的传输媒介,并结合Wireless Mesh自动组网、更正修复方式来保证Wi-Fi设备或链路故障的风险以及提高传输效率,且提供用户接入Wi-Fi Portal进行认证上网,最终由设备管理服务器进行中央管理,并将所有路灯监控信息统一汇整到设备管理服务器中,进行统一监控管理。ORing的IGAP-610无线通讯模块集合了Wi-Fi热点通讯、Zigbee无线通讯和4G蜂窝网络通讯功能,可以完全满足实际应用的需求。每台路灯均安装一台IGAP-610无线通讯模块,路灯和路灯之间采用Zigbee建立Mesh网络,进行路灯控制信号的传输。在Wi-Fi热点接入的这个部分,IGAP-610支持IEEE 802.11a/b/g/n,可以提供300Mbp无线传输速率;还采用双射频设计,其中2.4GHz频段作为热点接入的主频段,5GHz作为备份频段,可以确保数据传输的零丢包;ORing独有的无线漫游切换X-Roaming技术可以确保漫游切换时间<60ms,也保障了数据的无缝传输。在对外传输上,IGAP-610可通过LTE4G网络,像一台VPN路由器,让网络上的数据通过此路由器与公网进行数据交换。在后台管理上,ORing提供了OCS-815管理服务器,OCS-815是一台AAA Server,提供身份验证、资料注册和用户时间管理等功能,并同时具有无线控制器的功能,以确保网络的安全性和可管理性。因此IGAP-610是一台多功能的无线通讯模块,在这个项目中表现出非常好的兼容性和集成性。此外,在硬件设计上,IGAP-610采用工业等级设计,预留了千兆网口,支持-40℃~70℃宽温,提供3年质保。目前该项目仍在测试和稳定运行过程中。
工业无线市场广阔
中国正大力推动智能制造的概念,让工业生产的各个环节能够自动互相沟通、感测、决策以及协作。这是工业自动化取代人力制造的一大变革。潘裕荏认为,智能制造是指在生产过程中,将智能装备通过通信技术连接起来,实现生产过程自动化。各类感知技术收集生产过程中的各种数据,通过以太网等通信手段,上传至工业服务器,在工业软件系统的管理下进行数据处理分析,并与企业资源管理软件相结合,提供最优化的生产方案或者定制化生产,最终实现智能化生产。在这个过程中,工业以太网无疑是非常重要的一个环节,因为它可以将人、系统、数据和机器连接起来,实现“实时”和“高效”的信息互通,提高效率,降低成本,减少资源的使用。
不可否认,工业无线网络要大规模在工业领域得以实施还有很长的时间,正如潘裕荏所言,厂商和用户都需要充分的时间去验证工业无线网络为企业带来的实际效能,以及相关无线设备在实际环境中的稳定性。他指出,中国用户在使用工业无线技术时最需要考虑的几个因素:
(1)可靠性。无线网络在恶劣的工业环境中是否能够保持稳定的完成数据传输的能力。因此频段的选择、发射功率、接收灵敏度、抗干扰性,都需要严格调试和评估。
(2)安全性。物联网的时代,会带来更大的数据量,因此需要保证这些数据传输的安全,防止非法或恶意入侵。
(3)易用性。理想的情况应该是工业领域的无线系统能够完成与有线系统相同的功能,且要能简单地加以实现。因此,工业无线产品需要具备充分的可操作性,安装方便,尤其需要测试,让用户得以直观地确定最优的位置和通信路径。
(4)传输范围。针对不同的应用,用户完全可以自主选择高传输性能的Wi-Fi设备用于中距离传输(300m以内),或使用高发射功率的设备来突破这一局限(ORing最高可支持7km传输),或者选择低传输需求的Zigbee模块(传输距离约10~75m)来组建感测智能网络。不仅如此,更可选择大规模远距离传输的3G/4G VPN通道的组网方案。
(5)成本。由于无线系统涉及众多指标,因此,用户关注的应该是整个系统的成本,以及由此带来的效能优化。
虽然用户的要求日益提高,但潘裕荏坦言,随着工业无线技术的发展,工业无线市场的应用机会非常广阔。比如智能路灯监控、公交/地铁/高铁乘客上网、城市管网远程监控、无线远程抄表、高速公路无线远程监控、车地无线通线等和生活息息相关的应用,甚至包括工厂厂区内无线覆盖、钻井平台/泵站/磕头机、港口码头架桥机、仓储物流AGV小车等各类工业应用。
未来ORing也会将此一系列的解决方案视为研发的主流,将认证、安全、报警、监控、管理等功能汇聚于云端服务器,让用户在只要能上网的状况下就能进行远程管理;终端部分则开发更稳定的感测系统以及组网自动化、传输效能以及传输可靠性的提升,增加终端彼此间协作的沟通系统,从而构建一个可靠安全的网络解决方案。历经十年的发展,ORing逐步在这个竞争激烈的市场中站稳脚跟。潘裕荏在采访中一再表示ORing期待和专家、用户以及其他厂商一起为工业无线的发展做更多深入的沟通和探讨,去迎接这个充满挑战与机遇的最好时代。
摘自《自动化博览》2016年3月刊