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1、智能无线网络WIA产品及解决方案 中国科学院院沈阳自动动化研究所所建立于11958年年。作为国国家自动化化领域的主主要研究机机构，沈阳阳自动化研研究所建所所以来共完完成各类科科研项目11000多多项，获得得国家、中中国科学院院和各部委委及省、市市科技成果果奖2000多项，在在工业自动动化、水下下机器人、工工业机器人人、光电信信息等方面面取得了一一批具有国国际水平、具具有自主知知识产权的的成果，成成为在国内内具有领先先与带头作作用，在国国际具有较较高知名度度的国家级级研究开发发基地。 中中国科学院院沈阳自动动化研究所所是国内最最早开展工工业无线技技术研究的的科研单位位之一，是是中国工业业无线联盟
2、盟的发起者者。攻克了了工业无线线技术的抗抗干扰、实实时通信、节节能等难点点问题，提提出具有自自主知识产产权的智能能无线网络络WIA技技术体系，并并开发出系系列产品。目目前，以WWIA为基基础的中国国工业无线线技术国家家标准体系系已初步形形成，WIIA正在成成为与Wiireleess HHART、IISA1000并列的的国际主流流工业无线线技术体系系。20008年100月31日日，由沈阳阳自动化研研究所主持持研发的用用于工业过过程自动化化的无线网网络WIAA-PA（WWirelless Netwworkss forr Inddustrrial Autoomatiion-PProceess AAu
3、tommatioon）规范范经过国际际电工委员员会（IEEC）全体体成员国的的投票，以以96的的得票率获获得通过，作作为公共可可用规范IIEC/PPAS 6626011标准化文文件正式发发布。 智智能无线网网络WIAA技术 智能能无线网络络WIA(Wireelesss Nettworkks foor Inndusttriall Auttomattion)技术是由由中科院沈沈阳自动化化所推出的的具有自主主知识产权权的高可靠靠、超低功功耗的自组组织多跳无无线传感器器网络技术术。 智能无无线网络WWIA技术术基于短程程无线通信信IEEEE 8022.15.4标准，使使用符合中中国无委会会规定的自自由
4、频带，解解决恶劣环环境下遍布布的各种大大型器械、金金属管道等等对无线信信号的反射射、散射造造成的多径径效应，以以及马达、器器械运转时时产生电磁磁噪声对无无线通信的的干扰，提提供能够满满足应用需需求的高可可靠、实时时无线通信信服务。 通通过使用智智能无线网网络WIAA技术，用用户可以以以较低的投投资和成本本实现对全全流程的“泛泛在感知”，获获取传统由由于成本原原因无法在在线监测的的重要过程程参数，并并以此为基基础实施优优化控制，来来达到提高高产品质量量和节能降降耗的目标标。 智能无无线网络WWIA技术术不仅适用用于家庭自自动化、智智能楼宇、环环境检测、医医疗护理等等低速率、低低成本、近近距离、数
5、数据量较少少的无线传传感器网络络采集和监监控系统，而而且特别适适用于工业业控制与工工厂自动化化过程控制制领域。 WWIA网络络 WIA网网络是一种种无需网络络基础设施施支持的自自组织多跳跳网络，网网络设备可可以依靠电电池供电长长时间工作作。设备启启动后，无无需人工配配置，自主主形成网络络。 WIAA网络为通通过低能耗耗无线设备备实现远距距离数据传传输提供了了有效的解解决方案。 WWIA网络络支撑设备备： 设备备：网络终终端节点，装装有传感器器或执行器器，安装在在工业现场场，直接与与生产流程程连接。 WIA网网关：包含含1个或多多个接入点点，连接智智能无线网网路WIAA与其它有有线网络，负负责网
6、络性性能监测、智智能网络管管理，以及及桥接所有有网络设备备。 WIA上上位机：用用来显示网网络拓、数数据信息、设设备状态及及网络稳定定性等信息息，具有人人机交互功功能。 WIIA网络技技术规范： 无线电电标准：基基于IEEEE8022.15.4标准，通通信速率为为250kkbps； 波段：2.4GGHz；l 拓扑：星星型网、网网状网、星星型网状混混合网；l 网络规模模：一个网网关最多可可以管理1100台设设备，系统统可以通过过以太网互互连多个网网关形成大大规模复杂杂网络；l 传输距离离：工业环环境室内2200米，室室外8000米；l 可靠性性：数据可可靠性大于于99%；自适应跳跳频技术，避避免
7、干扰；冗余路由由技术，自自组织修复复网络；l 安全性：网络设备备鉴权与认认证，基于于工业认证证的数据加加密技术；l 兼容性性：支持HHART命命令，兼容容无线HAART标准准；l 电源源：网关外外接电源供供电；设备备DC-33.3V普普通锂电池池供电，寿寿命为15年，具具体情况取取决于网络络规模及设设备采集数数据率；l 数据率：数据率可可配置，可可调范围为为1s11h。l WIIA网络优优势： 自自适应的跳跳频模式与与自动重传传机制，对对保障通信信的可靠性性更加有效效；l 支持持网内报文文聚合，有有效地降低低了网络开开销，延长长电池寿命命；l 兼容容IEEEE802.15.44标准，可可以使用
8、现现有商用器器件，易于于实现；l 设备冗余余机制及自自组网模式式提高了系系统的鲁棒棒性及易用用性。l WIIA网络无无线仪表解解决方案 为为了集成不不同类型的的仪表，采采用一种通通用的方式式使传统仪仪表实现无无线通信功功能，中科科院沈阳自自动化所推推出了简单单通用的WWIA网络络透传解决决方案。 WWIA网络络在设备端端和上位机机端为仪表表用户提供供了接口，通通过WIAA网络提供供透明的数数据传输服服务： 设备备端接口：WIA适适配器为仪仪表提供了了2种集成成方式： 内部集成成：WIAA适配器提提供串口和和相应的读读写数据指指令，与仪仪表原有的的处理器连连接通信。使使用这种方方式，WIIA适配
9、器器需要集成成在仪表内内部。 外外部串接：这种方式式只针对HHART仪仪表，WIIA适配器器串接到仪仪表与控制制器间420mAA的信号线线上，通过过HARTT命令与仪仪表交互。使使用这种方方式，WIIA适配器器与仪表是是分离的，需需要独立封封装。 上位位机端接口口：WIAA网关为用用户应用提提供了3种种信息交互互模式 OOPC方式式：WIAA网关作为为OPCl Servver向外外部应用提提供数据服服务。XML方方式：WIIA网关向向外提供基基于XMLL的APII接口，用用户可以使使用该接口口实现数据据传输以及及网络的管管理配置。 HAART方式式：WIAA网关支持持基于HAART指令令的数据
10、传传输。 系统统数据流程程： 下下行数据流流程：用户户在上位机机通过RSS232或或以太网向向仪表发送送数据信息息-WIIA网关进进行数据打打包并无线线发送给对对应的WIIA适配器器-WIIA适配器器通过RSS232或或RS4885接口把把数据包发发送给仪表表-仪表表解析数据据包，提取取数据信息息。 上行数数据流程：仪表把数数据信息发发送给WIIA适配器器-WIIA适配器器进行数据据打包并无无线发送给给WIA 网关-WIA网网关解析数数据包，提提取数据信信息并通过过RS2332接口或或以太网接接口传送给给上位机-上位机机显示数据据信息。 2.4GGHz无线线模块 高高效、易用用的无线平平台:
11、2.4GHzz无线模块块是一个集集合了符合合IEEEE802.15.44标准的射射频收发器器，高性能能超低功耗耗的16位位MSP4430微处处理器，可可编程的II/O，多多种天线连连接方式和和多种通信信距离选择择的整合方方案。 2.4GHzz无线模块块工作在全全球免费的的2.4GGHz频段段，通信速速率为2550kbpps。 高可可靠、低功功耗的OEEM产品: 2.4GGHz无线线模块是一一种高可靠靠性，低能能耗的OEEM产品，它它可以轻松松为您的产产品添加无无线通讯功功能，满足足您对于超超低功耗以以及高性能能微控制器器需求，可可以在其上上进行各种种协议开发发，帮助您您快速地开开发诸如数数据采
12、集、设设备监控等等简单应用用系统和搭搭建实验仿仿真平台。 2.4GHz无线模块技术规范： 标准：符合IEEE802.15.4无线通信标准； 高性能、低功耗的OEM产品：可以在其上进行ZigBee、无线HART及WIA等协议的开发；l 波段：2.4GHz；l 微处理器：集成高性能超低功耗的16位MSP430F1611或MSP430F2418微处理器；l 低功耗：发射电流小于150mA，接收电流小于50mA，休眠电流为小于30uA；l WIAA适配器 集集成WIAA核心协议议的无线设设备： WIIA适配器器是一种低低能耗、短短程无线通通信设备，工工作在全球球免费的22.4GHHz频段。 WIA适配
13、器集成了WIA核心协议，可以连接现场仪表设备，使其可以接入WIA网络中，并且具备网络路由功能。 兼容无线HART标准、易使用、易集成的OEM产品： WIA适配器是一种OEM设备，可以方便地与传感器、仪表进行连接，提供高可靠、低能耗、低成本的智能无线网络功能。WIA适配器兼容于无线HART标准，支持HART命令，WIA适配器能够集成不同的仪表，在设备端为用户提供了接口，通过WIA网络提供透明的数据传输服务。 WIA适配器都可以作为终端设备和路由器，增加网络的可靠性，支持数据传输、请求和应答；配置参数提供节点控制等操作。 WIA适配器技术规范： 构成：集成2.4GHz 无线模块及WIA核心协议；
14、简单易用的OEM产品：可以通过串口内部集成到普通仪表中，实现其无线功能，也可以通过外部串接到HART仪表与控制器间4-20mA的信号线上，升级传统HART仪表，实现其无线功能；l 波段：2.4GHz；l 电池寿命：数据率为1min，可以使用1年；l 安全性：AES128位密码，最新的动态多重加密技术。l WIA网关 集集成WIAA核心协议议的无线设设备： WIIA网关是是一种短程程无线通信信设备，需需要外接电电源供电，工工作在全球球免费的22.4GHHz频段。 WIA网关负责整个WIA网络的管理、调度和优化，设定和维护网络通信参数，统一为网络设备分配通信资源和路由，配置WIA网络的运行，调度W
15、IA网络设备间的通信，监控并报告WIA网络的运行状态。 WIA网关还作为全网的时间同步源及均衡网络负载，提供消息缓冲与保存，桥接所有网络设备。WIA网关采用设备冗余机制，冗余网关负责网关的热备份，一旦网关出现故障，冗余网关自动替代网关。 支持多个网络接入点和服务接入点： WIA网关支持一个或多个网络接入点和服务接入点。网络接入点提供连接其他网络的接口，比如工厂自动化网络，目前提供串口和以太网两种连接方式。服务接入点为上位机应用提供访问和管理WIA网络的接口，目前提供OPC、XML和HART三种接口方式。 WIA网关技术规范： 网络大小：一个网关最多可以管理100个设备； 波段：2.4GHz；l
16、 用户接口：为用户应用提供OPC、XML及HART三种接口方式；l 全面API接口：支持一个或多个网络接入点和服务接入点，实现不同协议的互连接和互操作；l 多种通信接口：支持以太网、RS232等通信接口。l WIA网络管理软件 WIA网络管理软件负责显示整个WIA网络拓扑，并且可以通过选择菜单项或工具栏观察实时数据信息、设备状态及网络稳定性等等。 WWIA网络络管理软件件具体功能能： 显示示网络拓扑扑视图。在在网络拓扑扑视图中能能够显示出出整个网络络的拓扑结结构。 显显示网络设设备信息。显显示网络中中所有设备备的基本信信息，包括括设备类型型、数据值值、数据率率、丢包率率及运行状状态信息。 设备
17、控制功能。可以通过命令对设备相关信息进行读取及配置l 查询设备数据记录。可以查询设备实时和历史数据信息。l 查询网络性能记录。可以查询网络中每个设备的实时和历史可靠性信息，并通过图表显示出来。l WIANET800开发套件 WIANET800开发套件为仪表企业及OEM厂商等提供工业无线网络原型产品，提供了一切模块编程和配置、模块与传感器连接、设备仪器输出及建立、测试和监控基于无线传感器网络所必需的功能。 WIANET800是一款兼容无线HART标准，通用性极强的适用于恶劣的现场环境，具有很强的抗干扰能力、超低功耗、高灵活、易使用的智能无线传感器网络。WIANET800采用智能无线网络WIA技术
18、，是WIA网络的具体体现。 WIANET800开发套件提供了一个高速集成平台，快速与无线网络连接，符合IEEE802.15.4全球通用的2.4GHz频段，数据率达到250kbps，帮助您快速地开发诸如数据采集、设备监控与检测等简单应用系统和搭建实验仿真平台。 WIANET800开发套件也可让您充分利用高效率网络在广域范围内进行测试，体验智能无线网络技术的优越性，同时为您提供灵活的评估Mesh网络概念的方法，并加快您的无线产品开发，快速占领无线市场的先机打下坚实的基础。 WWIANNET8000开发套套件组成： 一个WWIA网关关。 十二二个WIAA适配器。 一个CD-ROM光盘，包括上位机软件
19、及套件相关硬件和软件用户文挡。 一本WIANET800开发套件用户手册。 电池、AC/DC适配器、网线。 应用案例 循环流化床锅炉压力温度传输系统 应用地点： 辽宁某纸业有限公司 应用概述： 辽宁某纸业有限公司为了扩大规模，增加生产量，自行建一个循环流化床锅炉，冬季可以为公司和城区进行区域性供暖，平时可以用锅炉产生的蒸汽推动蒸汽轮机进行发电，为公司提供动力源，还可以利用蒸汽进行生产和作业。 为了节约生产成本，避免复杂的网络布线。公司采用我所的工业无线WIA网络进行压力、温度数据的采集与传输。安置在锅炉管道上的各个WIA无线压力表和WIA无线温度表实时把压力或温度数据信息传送到总控制室，用户通过
20、WIA网络管理软件实时监控整个锅炉管道检测点的压力和温度情况。WIA无线压力表和WIA无线温度表都采用电池供电。 相关图片：抽油井示功功图无线监监测系统 应应用地点： 东北某大大油田 应用用概述： 东东北某大油油田要求改改进现有的的人工举升升采油方式式有杆泵泵采油方式式。快速及及时、准确确无误地对对抽油井示示功图进行行测取，是是分析、诊诊断、优化化抽油井工工作状态，对对抽油井进进行日常管管理的基本本要求。中中科院沈阳阳自动化研研究所应用用工业无线线网络WIIA技术研研制成功了了新型地面面示功图无无线监测系系统。系统统由一体化化无线示功功仪及相关关软件构成成，实现了了抽油井示示功图的在在线测取、
21、存存储、传输输、报警和和查询等功功能。系统统完全针对对油井生产产管理需求求设计，具具有性能可可靠、结构构简单、安安装方便、扩扩展性强、价价格低等优优点。 相关关图片： 电电机系统能能源效率在在线监测与与能源管理理 应用地点点： 上海某某电气集团团 应用概述述： 电机驱驱动系统在在工业生产产中占据重重要位置，是是能源消耗耗大户。由由于电机技技术水平落落后、能效效水平低，加加上电机运运行负载与与额定负载载不匹配、带带故障运行行、缺乏先先进的能源源管理等诸诸多原因，目目前我国电电机驱动系系统电能浪浪费十分严严重。 本系系统主要用用来监测电电机和电炉炉的运行状状态，包括括监测电机机的运行状状态，包括括电压、电电流、功率率、转矩、输输入功率、输输出功率、效效率以及电电量等。最最终的目的的是进行节节能监测，为为节能改造造提供依据据，及电机机的故障诊诊断，包括括短条、线线间短路等等。 本系统统用电流电电压传感器器检测电机机（或者电电炉等）的的工作电压压、电流，然然后进行处处理之后的的数据，经经过无线网网络传输到到WIA网网关，再串串行发送给给PC，在在PC端进进行处理显显示。 相关图片：