无线网络:将蜂窝技术添加到工业工具箱中

另请参阅:无线通信工业，2009年11月增刊控制工程印刷版，载有: -无线使猎人项目零 -无线技术仍在发展中 -工厂部署演示无线标准 ——卡诺石油公司的透明无线公司

当公司在使用远程站点和应用程序时寻找提高效率的方法时，蜂窝技术是可用的选择之一。然而，许多人仍然不熟悉这项技术，在哪里应用它，以及它的用户可能面临的挑战。本教程可以提供介绍并回答这些问题。

蜂窝技术包括两种流行的标准，GSM(全球移动通信系统)和CDMA(码分多址)。GSM由美国的AT&T和T-Mobile等运营商使用，是全球的主要标准。CDMA受到斯普林特(Sprint)和威瑞森(Verizon)等运营商的青睐，主要在美国使用。在这些标准中，有几代标准决定了你所能期望的数据传输速度。那些寻求更高带宽的人应该坚持使用3G网络，即GSM网络中的HSDPA/HSUPA，以及CDMA网络中的EV-DO。

蜂窝技术是另一种无线网络工具

用户面临的主要挑战之一是在哪里使用蜂窝网络与Wi-Fi甚至传统有线网络。在寻找部署蜂窝技术的地点方面，有几个关键点需要注意:
•将有线网络(铜线或光纤)拉到需要网络连接的位置是否困难或昂贵?通常情况下，将电缆拉到远程站点以获取只会定期发送的数据需要花费数千美元。
•是否只有少量的数据需要传输?在蜂窝网络中，发送的每个字节都有一个与之相关的成本。正因为如此，由于发送如此多的数据的成本极高，所以不建议使用像实时视频流这样的大带宽消费者而不是蜂窝网络。另一方面，如果您的PLC需要每隔一段时间发送一次数据，或者需要远程编程，那么这非常适合蜂窝。
•设备是否处于网络被锁定的位置?许多向最终用户提供设备的系统集成商需要一些远程访问这些设备的方法。然而，许多IT部门不允许外部用户进入他们的网络。在这种情况下，蜂窝是一个理想的解决方案，因为它允许外部网络访问无法通过公司自己的本地网络提供访问的设备。

部署蜂窝解决方案存在一些挑战，您应该在一开始就考虑这些挑战。其中最主要的是知道如何从终端设备获取信息。在大多数情况下，手机供应商通常会给SIM卡一个私人IP地址。这个私有IP地址在提供商的网络后面设置了防火墙，因此不允许从蜂窝网络外部访问该SIM卡。因此，大多数用户也受到防火墙保护，并且还从其IT部门分配了一个私有IP地址。因此，挑战在于让双方进行对话。有几种方法可以解决这个问题。一种是使用一些运营商提供的隧道服务。另一种选择是使用私有IP软件解决方案。该软件通常由硬件制造商提供，并允许双方连接到公共地址上的服务器。 This server will then open ports on both sides to create a virtual tunnel for the connections.

第二点是观察通过系统传输的数据量。很多时候，很难估计每个月要传输的数据总量，因为要传输的数据有多种类型。这些数据不仅包括终端设备发送的数据，还包括连接时传输的数据、建立通信的数据、来自keep alive包的数据等。这些都会增加每月传输的数据量，从而增加服务成本。

即使面临这些挑战，蜂窝连接仍然是传统网络方法的一个非常可行和有吸引力的替代方案。通过仔细的规划，蜂窝网络可以非常具有成本效益，并且在许多情况下，可以通过提供访问设备或位置来节省资金，否则可能需要昂贵的现场访问。它正变得越来越可靠，商业的高度竞争本质正在推动更快的网络速度。

一些更常见的蜂窝应用集中在抄表或访问远程自动化。有大量的机器或设备服务于过程制造单元，它们有某种PLC或控制设备在运行。如果机器出现故障，或者PLC出现错误或无法解释的行为，通常情况下，机器制造商必须前往客户现场，亲自插入PLC以进行故障排除。这不仅耗时，特别是如果机器位于州外甚至国家之外，而且成本很高。为了缓解这种情况，许多机器制造商选择在他们的机器中安装蜂窝IP调制解调器，这些调制解调器连接到PLC或控制器上的备用以太网或串行端口。当出现问题时，他们所需要做的就是打开用于监控或编程PLC的软件，并使用蜂窝调制解调器远程登录。解决方案通常是技术人员可以远程实现的简单修复。如下图所示。

其他时候，蜂窝应用程序可以更具想象力。环境监测应用程序就是一个例子。在世界上地震频发的地区，非常需要监测和跟踪地震活动。由于地震传感器通常位于偏远地区，对于政府来说，安装网络线路通常过于昂贵，因此需要一个独立的解决方案。传统上，这些包括连接到I/O设备和地震传感器的单板计算机。使用蜂窝式I/O，可以消除多余的组件，传感器可以直接连接到IO设备，而IO设备又已经集成了蜂窝式调制解调器。将所有遗留设备合并为一个设备可以节省资金，并提高系统的可靠性，因为潜在的故障点更少。使用集成的蜂窝调制解调器也消除了地震技术人员亲自访问每个传感器读取数据的需要，从而提高了员工的效率。这个系统的概述可以在下面的插图中看到。

蜂窝技术对于那些不熟悉其概念的人来说可能是令人生畏的。然而，一旦被理解，蜂窝就会成为一种实用的前沿技术，比传统网络更适合许多应用。

ariana Drivdahl是工业无线产品营销经理艾美洲．

Moxa提供了一系列基于蜂窝的硬件。还有以下产品可供选择:

•Aaxeon
•Exemys
•Prosoft

-编辑彼得·韦兰德，过程工业编辑，PWelander@cfemedia.com
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