如何将新无线系统与传统无线系统集成:4个注意事项

新的无线技术，如4G LTE、升级Wi-Fi和低功耗蓝牙，将增加新的设备类别层和基于云的分析，在可预见的未来，这些技术将与传统的机器对机器(M2M)监控系统共存，并为其增加价值。一个井监测案例研究表明，新的无线技术不会消除现有的M2M数据网络和连接设备。新的无线网络选项包括:

• 4 g LTE。随着网络工程师构建4G LTE网络，提供出色的带宽和低延迟，4G LTE提供了电缆连接的高带宽替代方案。
• 升级wi - fi。Wi-Fi的改进使传感器等远程设备变得更小、更智能，将无线智能定位在网络边缘之外也变得越来越容易。
• 低功耗蓝牙(蓝牙LE，市场称为智能蓝牙)。蓝牙LE将使设备在一个电池上运行数月或数年，同时使技术人员能够使用平板电脑和智能手机等手持设备与这些设备进行通信。

这些新的无线技术将与传统技术协同工作，为它们提供惊人的新功能，并增加它们的价值。

要做到这一点，网络工程师将需要适应传统的M2M技术，其中一些已经有几十年的历史了。他们必须准备好聚合、转换和无线传输多种数据网络协议，从Modbus到TCP/IP。在为网络增加数百万个更小、更智能、更有能力的节点的同时，无线技术还必须帮助保持现有设备的连接和通信。

远程水井监测系统

我在亚利桑那沙漠建立了一个水井监测试验点。这是亚利桑那州皮纳尔县的一个水箱监控系统。，well owners’ co-op, whose purpose is to predict system failures by measuring and aggregating pump current. By building intelligence, or analytics, into the system, I have given it the ability to make decisions based on changes detected over time. Currently, the system can SMS [short message service-send a text message to] a technician to schedule preemptive maintenance before a catastrophic failure.

只要有必要，我就会添加新的网络技术。但我经常保留现有的设备，只要它继续有效地完成工作，并以合理的成本。打个比方，想想我们工具箱里的轮胎压力表。更新的数字版本更容易阅读。但它们成本更高，需要电池，而且往往更脆弱。他们总是更好的选择吗?

下面将介绍该无线监控应用程序当前和未来升级时需要考虑的四个因素，将新的无线技术与现有的传统无线功能集成在一起。

1.集中收集和分析传感器数据。

在我的Pinal County站点的早期版本中，我使用I/O[输入/输出]无线电将来自压力传感器、电流传感器和液位传感器的数据传输到无线电调制解调器。然后将无线电调制解调器连接到现场人机界面(HMI)。这是在一个位置收集所有数据的方便方法，如图1所示。但如果我想审阅它，我必须亲自到现场。

2.通过蜂窝网络增加无线互联网接入。

后来，我又添加了一个3G蜂窝路由器。它通过蜂窝电话网络提供互联网回程，因此无需亲自访问该网站。我现在可以在任何地方监控这个网站，只要我能建立互联网连接。路由器内置防火墙和强大的安全协议，当与虚拟专用网络(VPN)结合使用时，我可以像使用专有基础设施一样安全地使用蜂窝系统。(参见图2。)但是，请注意，我不必放弃Modbus传感器、I/O无线电或无线电调制解调器。通过给站点添加蜂窝网络，我只是扩展了它的功能。我不是从零开始，我也不需要更换所有现有的设备。

在这一点上，你可以说我只是使用蜂窝路由器作为蜂窝回程的协议转换器。但随着我在系统中添加了额外的设备和额外的协议，我正在更好地利用路由器作为具有多种回程选项的数据聚合器的能力。例如，现在我已经在路由器的以太网端口上安装了一个IP安全摄像头，我不仅可以远程监控来自传感器的数据，还可以实时查看网站。

3.利用数据聚合和回程能力。

如果我觉得有必要的话，我现在就可以对网站进行许多升级。如果我想看全动态视频，我可以升级到4G LTE路由器，利用4G的带宽。我可以通过将旧的传感器和I/O无线电替换为直接向蜂窝路由器报告的Wi-Fi传感器来简化安装，如图3所示。

4.部署未来的无线技术和传感应用。

我将根据需要作出修改。在未来的某个时候，我肯定会想要向站点添加新的网络技术和额外的传感功能。腐蚀传感器可以测量管道或容器的剩余厚度，它会告诉我水箱的情况，以及我是否应该考虑更换一个。如果附近出现了一个新的工业，我可能需要密切关注井里的水的质量，注意污染物。全新的传感功能也将出现，我可能会发现其中一些很有用。

该站点将继续集成无线监测和传感技术。因此，像大多数网络系统一样，我的油井监测站点将继续发展，它将继续是传统与新技术的结合。目前还没有哪一种技术对所有用途都是最好的或最具成本效益的。

Bill Conley是B&B Electronics的M2M系统开发工程经理。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 在将新无线系统与传统无线系统集成时，不需要使用“拆换”策略。
• 在升级无线技术及相关功能和应用时，需要注意4个注意事项和3个新的无线技术。
• 应用说明:请参阅过去和未来在油井监测现场的无线升级经验教训。

考虑一下这个

无线基础设施升级可以实现提高效率、安全性和可靠性的功能和应用程序，而无需拆除现有的无线节点。

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请参阅下面的其他无线覆盖，包括无线提示和技巧，无线基础设施和无线墨菲定律。

更多关于作者

Bill Conley是B&B Electronics的M2M系统开发工程经理。他在无线领域拥有超过30年的嵌入式设计工程师经验，专门从事数字、微控制器和微处理器领域。

Conley是第一位获得Aerocomm (Laird Technologies)认证的无线设计工程师，也是第一位获得Maxstream/Digi射频/无线认证的设计工程师。

康利为远程监控和控制设计了20年的SCADA和遥测解决方案，获得了首批无线移动mdt之一的“最具创新性产品”(陆地移动博览会)和“最佳无线遥测”(2002年传感器博览会)。

康利经常写作和演讲，并在工业无线领域拥有多项专利。他是oneM2M的TIA代表，oneM2M是一个专注于M2M全球互操作性的标准机构。

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