现在的工业越来越发达，很多都变成自动化的模式，无线传感器网络的出现有什么好处呢？

前言：无线传感器网络正在生活的各个领域取得进展，从家庭到工厂，从交通控制到环境和栖息地监测。监控似乎是关键词。

无线系统也可以采取控制措施，通过这种方式，它们与现有的过程自动化系统或传统的家庭自动化竞争。

无线传感器网络由节点组成，传感器网络中的节点包括微控制器、数据存储、传感器，以及其他等等，将各个部分连接在一起的控制器以及能源。

节点使用不同的体系结构相互连接，具体取决于应用程序和周围环境，几种架构是可能的，星形、簇树和网状。

在不同的拓扑中，传感器节点可以充当简单的数据发送器和接收器，或以多跳方式工作的路由器。

能源是无线传感器中的限制资源，当大多数电路关闭或者待机睡眠模式中，功耗通常比较少，无线通信所需的能量随着距离的增加而迅速增加，障碍物会进一步衰减信号。

无线传感器无线电的能耗约为20MW，其范围通常为数十米，当没有通信发生时，网络通过消除通信或关闭无线电来最大限度地减少能源消耗。

在最近几年工业自动化中，这种传感器引起了很多人们的关注，拟议和已经采用的技术从短程个人局域网到蜂窝网络不等。

在某些情况下，甚至通过卫星进行全球通信，在工业环境中，无线传感器的覆盖区域以及数据的可靠性可能会受到噪声，同信道干扰和其他干扰源。

信号强度可能会受到墙壁反射的严重影响，来自使用 ISM频段的其他设备的干扰，以及设备或重型机械产生的噪音。

在这些情况下，保持操作关键型数据的数据完整性非常重要，警报所有这些因素都特别强调自动化设计，而无线传感器是技术上具有挑战性的系统。

这一事实强调了这一点，此外工业应用的要求通常比其他领域更严格，因为系统故障可能导致生产损失甚至生命损失。

无线传感器适用于电机，油泵，发动机，包装箱上的振动传感器的轴承，或许多难以接近或危险的环境。

对于这些环境，有线解决方案可能不切实际，在高湿度、磁场或高振动环境附近运行的电缆需要隔离。无线解决方案对于移动应用是可行的。

奥卢大学控制工程实验室，开发了一个小型演示系统，用于测试无线传感器在工业环境中的性能，蒸汽锅炉为实验室规模的化学制浆过程产生蒸汽。

该过程使用燃料油，包括储水箱、锅炉和管道，给水温度约为20°C，锅炉后蒸汽温度约为200°C。

温度是从燃烧室中的火焰从室温到大约1500°C的所需测量范围，从燃烧气体管和从蒸汽管表面测量的。

燃烧气体管和蒸汽管表面的较低温度由Pt100传感器测量，由于测量彼此靠近，传感器连接到一个双通道无线收发器节点中。

燃烧室中火焰的较高温度是用S型热电偶测量的，它有自己的无线收发器节点，对于热电偶，变送器头需要主电源。

除此之外压力传感器有着自己的无线收发器节点，不过需要主电源，该设备有三个节点和一个网管，通过这些连接将测量信息传递到开发系统。

如上所述，工业环境中无线通信的应用要求，可能会有很大差异，数据量小，可接受的延迟在几十秒内。

另一方面，在工厂自动化系统的最低级别，交换的数据量也有限，但在非常严格的实时约束范围内，通常为10毫秒。

为了将基于无线电的技术引入工业自动化系统，必须满足自动化领域的特定要求，这些要求包括对实时行为，功能安全和安全性的保证。

但是无线传感器网络设计的主要目标，是最大限度地延长网络和节点的使用寿命，而将其他性能指标作为次要目标。

事实上，提出的许多方案并不关注联合节能和实时性能，还应该注意的是，在某些工业应用中，特别是在工厂自动化领域，能耗可能不是关键要求，因为主电源通常可用。

网络控制系统是空间分布式系统，由要控制的过程及其执行器、传感器和控制器，系统组件之间的通信通过共享的频带限制数字通信网络进行。

这些系统也可以以异步方式运行，但旨在实现预期的总体目标，必须同时依靠控制和通信理论，控制理论假设通过“理想通道”进行数据传输。

而通信理论则考虑通过“不完全通道”进行的数据传输，另一方面通信理论关注独立于其使用的可靠数据传输，其中控制理论感兴趣的是在反馈控制中使用数据用于需要某种性能。

网络延迟可以是恒定的，时间变化甚至随机，当传感器、执行器、控制器和人类通过网络交换数据时就会发生这种情况。

它取决于网络结构、媒体和协议，分为通信和计算延迟，在慢速过程控制中，延迟对控制性能的影响很小，在快速控制环路中，延迟会损害性能，甚至可能破坏系统的稳定性。

结语：为了通过网络传输连续时间信号，必须对信号进行采样，以数字格式编码，通过网络传输，最后在接收器侧对数据进行解码，总体延迟包括网络访问延迟和传输延迟。