收听:空军无线技术的发展可能会影响工业应用

如果你认为工业无线网络很难，想象一下，如果你必须设计一个协议，在战场条件下将一组空军战斗机或无人机(无人机)连接在一起。目前正在进行的研究可能会在下一代工业无线仪器中找到出路。

的美国空军研究实验室纽约州罗马市的一所大学授予了Spectracom以及它的学术合作伙伴，罗切斯特理工学院，一份继续研究无线网络路由协议的合同，以支持未来军事机载网络的作战人员通信。该合同价值近30万美元，增强了2006年开始的美国空军资助的工作，并与spectrum公司的战略计划保持一致，为航空航天和国防市场提供高可靠性网络解决方案，以同步关键操作和扩展技术组合。

空军合同建立在包括Nirmala Shenoy博士在内的一个团队的工作基础上，Nirmala Shenoy博士是RIT无线网络和安全实验室的主任，也是多网格树(MMT)路由协议的发明者。Shenoy博士说:“MMT通过其可扩展性和以紧凑的方式跨传统网络协议层使用信息，提供了高度的网络效率。我们将通过在协议中引入认知自学习行为来增强MMT的功能和性能，以满足空军的目标。”(收听:点击这里收听对谢诺伊博士的5分钟采访.）

该合同支持国防部部署一个基于ip的网络，将移动机载平台互连，并最终连接到军方的全球信息网格。然而，机载环境下的组网困难带来了极大的挑战。空军研究实验室的John Matyjas博士说:“我们的目标是在战场空间的高动态和敌对条件下实现快速、高效和安全的路由。我们对应用认知技术进一步提高路由协议性能的方法很感兴趣。”

那么，军事通信平台是如何跳转到化工厂的，为什么呢?

MMT协议很难简单地描述，但它涉及的通信是以这样一种方式进行的，即节点可以在网络中移动，并且永远不会丢失通信。虽然工业传感器不像飞机那样四处移动，但改变工厂内的障碍物也能产生同样的效果。该网络的网格划分过程比工业多跳网络更深入、更完整。

“我们的第一个项目是去年与国防部合作，那是连接无人机，我们得到了一些奇妙的结果，”谢诺伊说。“我们有100%的成功率，100个节点与特定的簇头通信，它们发送1mb的文件。我们一个包也没丢。我们将其与OLSR(优化的链路状态路由)进行了比较，OLSR是目前市场上使用的另一种主动链接协议之一，当我们比较我们的开销时，维持连接的控制消息，我们的开销为0.23%，而OLSR为45%。这意味着我没有占用我可以用于数据的那一点带宽，因为我们没有做任何泛洪处理。这就是为什么我们得到了这些伟大的成果，为什么我们得到了AFRL的合同。”

Shenoy研究了一些现有的工业标准，包括802.11g、802.11s、802.15.4 (ZigBee)和根据ISA-SP100进行工业控制的WiMax，如果你要解决一个解决方案，你必须从网络架构开始，然后你说，‘这个架构是否满足了应用程序所需的可靠性、健壮性等要求?这正是我们想要做的。我们从研究的角度来看待它。我们问，‘什么样的架构是健壮可靠的?’”

鉴于这个项目是从一张白纸开始的，Shenoy和她的团队不必围绕工业产品的一些商业现实工作。他们可以自由地重新发明无线网络的轮子，可以这么说，以挤出军事应用所需的更高级别的可靠性。在这种情况下，一旦新平台在空军中得到验证，她希望它能被无线供应商社区所接受。这可能需要一些时间，并将取决于进入实际的原型阶段。Shenoy指出:“我们在模拟中使用一个叫做OPNET的工具它被网络供应商使用，并得到国防部和国家科学基金会的认可。这就是我们用来模拟这一切的工具。这是一项研究，目前我们所拥有的只是大量模拟结果。”

下一步是什么?如果协议原型化并经过验证，供应商将必须检查并确定它是否提供了客户将接受的有意义的性能提升。这些都是很大的“如果”，还有很多事情要做，但我们应该始终展望下一个技术水平。

——peter Welander，过程工业编辑，PWelander@cfemedia.com，
《过程与先进控制月刊
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