隨著工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡技術的不斷成熟,以及市場需求的不斷提升,工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產品對傳統(tǒng)工業(yè)傳感器替代效果不斷提升。
2015年,我國工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產品在工業(yè)傳感器市場中的占比約為4.9%,規(guī)模達到7.8億元。到2020年,我國工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡產品在工業(yè)傳感器市場中的占比將達到為11.7%,市場規(guī)模預計達到36億元,年復合增長率高達35.8%,市場前景廣闊。
工作原理
無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發(fā)電機提供電源,構成無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點,由隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點,通過自組織的方式構成網(wǎng)絡。
它可以采集設備的數(shù)字信號通過無線傳感器網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的無線網(wǎng)關,直接送入計算機,進行分析處理。如果需要,無線傳感器也可以實時傳輸采集的整個時間歷程信號。監(jiān)控中心也可以通過網(wǎng)關把控制、參數(shù)設置等信息無線傳輸給節(jié)點。數(shù)據(jù)調理采集處理模塊把傳感器輸出的微弱信號經過放大,濾波等調理電路后,送到模數(shù)轉換器,轉變?yōu)閿?shù)字信號,送到主處理器進行數(shù)字信號處理,計算出傳感器的有效值,位移值等。
三大優(yōu)勢
隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展與成熟,無線傳感器網(wǎng)絡產品開始憑借自身獨特的優(yōu)勢,開始逐步替代傳統(tǒng)有線傳感器產品,并滲入到工業(yè)領域的各個環(huán)節(jié),成為市場上的新興熱點。無線傳感器與傳統(tǒng)有線傳感器相比存在,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
較高的靈活性。適用于有移動需求但不方便布線的情況,如起重機、移動裝瓶設備、交通行業(yè)、自動引導車輛系統(tǒng)和單軌輸送機等。
較高的可靠性。無線傳感器可以避免運動帶來的損傷,如長拖鏈所帶來的導線彎折、旋轉運動導致電纜線的扭曲折斷等。同時,排除了有線網(wǎng)絡中由連接器引起的故障因素。
較高的安全性。隨著技術的發(fā)展和新威脅的不斷出現(xiàn),安全維護的升級能力是必不可少的。新的加密策略和隱蔽的數(shù)據(jù)傳送預示著無線的安全級別將超過有線系統(tǒng)。另外在一些危險的極端環(huán)境,如不方便布線的爆破場合,無線傳感器可以保障人員安全。
應用領域
無線傳感器網(wǎng)絡具有的優(yōu)勢特點使得它的市場用途非常廣泛,幾乎涉及到社會經濟活動中的各個領域。
一是管道管溝監(jiān)測領域,比如供排水、供暖、供燃氣、供石油等管道溫度、壓力、流量的參數(shù)監(jiān)測。二是倉庫監(jiān)測領域,比如糧庫、藥品倉庫、食品倉庫、工廠?;穫}庫等溫濕度、溫度、易燃易爆氣體、有毒有害氣體參數(shù)監(jiān)測。三是井蓋、消防栓監(jiān)控領域,比如城市井蓋、消防栓等運行狀態(tài)的監(jiān)控。四是液位水位監(jiān)測領域,比如河流、大壩、水庫以及油罐等水位液位的參數(shù)監(jiān)測。五是大棚監(jiān)測領域,比如蔬菜、花卉、養(yǎng)殖(雞鴨豬舍等)等溫濕度、光照、氣體…參數(shù)監(jiān)測。六是水產養(yǎng)殖監(jiān)測領域,比如魚塘、網(wǎng)箱等水質、氣體參數(shù)監(jiān)測。七是大氣環(huán)境監(jiān)測領域,比如公園、學校、社區(qū)等公共場所有毒有害氣體的監(jiān)測。除了以上7個主要應用領域外,還有其他的應用,比如軍事,科考等方面。
物聯(lián)網(wǎng)中的關鍵技術之一就是傳感器技術。無線傳感器網(wǎng)絡在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用過程中起到了樞紐的作用,負責將獨立的傳感器單元通過無線網(wǎng)絡連接起來,并將各個傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸匯總,以實現(xiàn)對空間分散范圍內物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控,進而根據(jù)這些信息進行相應的分析和處理。如今,現(xiàn)代化工業(yè)生產向著大型、快速、高效、低耗和環(huán)保的方向發(fā)展。而無線傳感器網(wǎng)絡將憑借其靈活、安全、可靠、便捷以及低成本等優(yōu)勢,在未來企業(yè)智能化生產中發(fā)揮特殊的作用。
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