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通信、定位、授时相辅相成-nbsp-工业物联网三大角已到位

时间:2023-03-21 22:30:44 科技观察

工业4.0时代来临,无线通信与定位技术成为智能制造系统发展的关键,和业界人士纷纷将Wi-Fi和蓝牙技术引入产品,以提升设备的实时通信性能和定位精度,以更强大的智能功能实现工业物联网的愿景。工业4.0正在给传统行业带来革命性的变化。通过引入实时通信和近端计算技术,将给整个供应链带来质的变化。具有更大的灵活性和智能化功能,将实现产线与产品制造的一体化。创新。在工业物联网(IIoT)架构中,核心任务是部署一个网络,网络中的每个设备都具有唯一的可识别身份,使它们生成和使用的信息流进入一个高度协作和分布式的计算环境。通过实时数据流,运营商和制造商可以使用更全面、更精细的方法来控制资产、流程和供应链,从而优化整个生产系统。来自各种传感器设备的数据可以集成在不同的位置,从而实现更智能的决策能力,从而提高工业流程的效率。工业物联网在工业中有着广泛的应用。例如,使用更准确的传感器数据,控制室可以更清楚地掌握每台机器的运行状态,还可以建立系统来监控货物的运送过程,以确保高效的供需。规划;对于风力涡轮机的运行,传感器数据可以预测潜在问题并在故障发生前进行维护;在物流领域,车队可以实时报告位置和状态,提供准确的货物运送状态。工业物联网的实现依赖于几项关键技术。本地计算能力当然是必须的,但要使计算功能发挥作用,系统必须能够准确实时传输状态、位置和运行数据,这也意味着定位、授时和通信将成为三大要素IIoT的发展。工业物联网无线通信技术要点对于通信技术,IIoT集成商面临很多选择,尤其是对于传感器节点在100米以内的短距离应用。其中,Wi-Fi和蓝牙无线技术是广泛应用于工业和消费设备的两种技术。Wi-Fi一直是局域网(LAN)短距离应用和高速数据传输的重要技术。目前市面上也有专为工业市场设计的Wi-Fi模组,例如u-blox的NINA-W1系列模组。一些物联网(IoT)网关模块还支持Wi-Fi和蓝牙功能。蓝牙核心规范中有两项主要技术,用于音频和流媒体应用的蓝牙基本/增强数据速率(BR/EDR)技术,以及用于电池供电传感器间歇性数据传输的蓝牙低功耗技术。(低功耗蓝牙,BLE)。市场上已经有厂商瞄准工业应用,推出具有近场通信(NFC)功能的BLE模块。对于更远距离的应用,必须使用蜂窝技术等广域网(WideAreaNetwork,WAN)。LTECat-M1和窄带物联网(NB-IoT)等新蜂窝标准的出现为IIoT集成商提供了更多选择。Cat-M1和NB-IoT等低功耗广域网(LPWAN)技术可以深入建筑物,是IIoT应用的理想选择。多样化的工业物联网定位技术全球导航卫星系统(GNSS)和其他定位技术可以为工业物联网设备提供位置信息,也可以为数据到服务器的应用程序提供正确的时间戳(Timestamp)。GNSS可以自动定位对于许多工业应用和固定定位设备来说非常重要。通过体积小、功耗低的模块,几乎不需要高科技知识或任何额外的元器件进行手动编程,即可为设备提供定位技术。当节点设备丢失或被擅自移动时,网关和服务器能立即发现问题。但是,当卫星发出的射频信号较弱时,容易受到干扰,无法穿透墙壁或容器。因此,开发了许多GNSS辅助技术,例如CellLocate,它使用来自蜂窝基站的信号来确认位置。工厂或仓库内的蓝牙和Wi-Fi通信也有助于提高定位精度。在通信模块处理器上执行的软件可以分析蓝牙信号的到达角(AoA)和离开角(AoD),这有助于确定相对于其他节点或信标的位置。利用Wi-Fi信号,还可以进行飞行时间分析和网络指纹定位算法(Fingerprinting)进行精确定位。另一种定位技术是惯性导航(DR),它使用多个传感器输入并将它们与GNSS信号数据相结合,可以在市区、隧道或停车场等卫星信号较弱的区域提供另一种确认方法。道路车辆的位置。采用UntetheredDeadReckoning技术的模块无需与汽车连接,仅使用惯性传感器处理运动数据,提供车辆方位信息。进入工业4.0时代,业界必须了解时序、位置和通信的重要性,将相关技术充分应用到模块产品中,针对各种应用场景和需求采用最合适的技术,共同推动工业物联网的发展。