摘要：随着通信技术的快速发展，人们逐渐认识到将其应用于设备状态监测过程中，可提升监测的效率和准确性，但随着有线通信技术应用范围的扩大，人们发现传感器布线环境、成本以及传感器自身性能均会对有线通信技术的应用产生限制作用，所以开始尝试将无线通信技术在设备状态监测中进行应用。在此背景下，文章结合各种工况下设备状态监测的需要，进行了无线远程监测系统的设计，以此对无线通信技术在设备状态监测中的应用进行论证分析。
关键词：无线通信技术；设备状态监测
随着经济社会的不断发展,科学技术在经济发展中所起到的作用越来越明显。其中,通信技术的发展变化是人们感受最深的。通信技术的发展,缩短了人与人之间的距离,为人们的工作和生活提供了便捷的服务。通信技术向前发展较明显的体现就在于通信技术从有线模式向无线模式发展,并且被广泛的应用。如人们日常生活中常用的电话,就由最开始的有线的座机电话发展成为现在几乎人手一部的手机,这就是通信技术发展的有力证明。
近些年来,随着我国工业化水平的不断提升,我国的工业发展水平已经跻身世界前列,当然这里面少不了科学技术的贡献。许多先进的仪器设备被应用到我国的工业化建设当中,发挥了巨大的作用。先进的仪器设备能够发挥其应有的作用,需要我们经常要对仪器设备进行监测维护,及时的发现问题和解决问题,避免造成较大的浪费。如何来监测仪器设备的使用情况,这就需要通信技术的帮忙,在有线通信技术时代,我们要对较为大型的仪器设备进行维护需要建立庞大的线路系统,检修起来非常的麻烦,而且还得需要我们的技术工人亲自到仪器设备的作业现场进行检查维修。我们知道,我们有些仪器设备工作的空间是不适合我们直接作业的,如煤矿的地下矿井、油田的石油管道、发电厂和变电站,这些地方存在很大的安全隐患,但是出现问题必须要及时处理,这样就给我们工作人员出了很大的难题。无线通信技术的问世,很好的解决了这一难题,通过无线通信技术对仪器设备的运行状态进行实时监测,我们可以及时的发现设备的运行状况,如果有问题,通过无线通信技术及时的进行处理和解决,不但提高了工作效率,还大大的降低了,设备维护人员的危险性。所以说研究无线通信技术在设备状态监测中研究与应用时很必要的
1 应用无线通信技术的设备状态监测系统设计方案
无线通信技术在设备状态监测系统中应用其主要目的是通过无线传感器网络对机械设备振动信息实现远程的准确、全面采集，并传输至服务器终端，实现对设备状态相关数据的查询和应用[1]。所以构建的设备状态监测系统要具有以传感器终端节点为基础的无线数据采集系统、以Zighee技术为基础的无线数据传输系统，以监测计算机为基础的数据处理和传输系统三部分，以此满足其功能、抗干扰能力、功能扩展能力的需要。
2 设备状态监测系统中应用的无线通信方案
虽然无线通信技术和有线通信技术的信号均由发送器和接收器进行处理，但前者信号以电磁波作为传输介质，传输信道更加复杂，在传播的过程中容易被障碍物吸收，具有明显的衰落特征，如路径损耗、多径衰落、阴影衰落等，这要求无线通信技术的应用要依赖于相应的抗衰落技术，如扩频技术、分集接收技术等[2]。考虑到短距离无线通信技术在成本、功耗较少、稳定性和抗干扰性较突出，而且可实现对等通信、通信协议和通信芯片开发较成熟，可以将其与有线局域网共同应用于设备状态监测中，所以在现有的短距离无线通信技术，如红外技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术、超宽带技术、Zighee技术中进行择优选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以上各种短距离无线通信协议特点不同，所以其适合应用的领域也存在差异，例如蓝牙技术其传输距离在10m左右，最大功耗为100mW，传输速率为1Mb/s，工作频段为2.4GHz，所以其在移动通信个人网络中较为适应，而Wi-Fi技术和Zighee技术其传输距离均满足100m要求，最大功耗分别为100mW和1mW，传输速率分别为11Mb/s和0.25Mb/s，工作频段均为2.4GHz，两者在设备状态监测中应用均由可能，但后者相比前者在成本、功率、可靠性、可操作性方面更优越，所以在设备状态监测系统中更加适用
Zighee技术应用802.15.4无线技术标准，可实现多个无线传感器节点间的数据传输；应用CSMA-CA机制、支持AES-128加密和Zighee协议，所以其可靠性和数据传输的安全性较有保证，除此之外，其还具有拓扑结构类型多样，自组织、自愈能力突出等特点，为保证此项短距离无线通信技术在设备状态监测中可以发挥预期的作用，要对其协议架构进行设计[3]。首先为物理层，其以同步包头、载荷和帧头等作为主要构成，其一方面要对无线收发节点的状态进行调整，另一方面要对数据包进行收发；其次为数据链路层，其以完成物理层的无线通道接入为主要的职责，例如对信道接入进行控制、对PAN链路状态进行调整等；以上两种结构均以IEEE802.15.4协议为依据[4]。再次为网络层，其主要功能使为数据链路层的正常运行提供保证，向应用层提供正确的服务接口等；另外为应用层，其主要功能是向Zighee网络进行应用的映射；考虑到监测系统的安全性，设置安全层也很有必要。
3 无线通信技术在设备状态监测中的研究
3.1设计目标和原则
设计无线通信系统，可以更好的监测设备状态。因为需要利用无线传感器网络采集多个设备的运行状态，设计的传感器可以采集设备的状态信息，利用无线形式向用于监测的计算机上传数据。在设计过程中，首先需要根据系统性能指标，合理的设计系统结构，提高系统的抗干扰能力和功能扩展能力。在设计无线通信技术指标的时候，需要全面的考虑系统采集信号的范围，提高系统的抗干扰能力，才可以保障数据采集的质量。
3.2设计系统的方案
通过设计系统方案，可以检测设备的运行状态，并且在计算上上传无线数据，进行分析处理。首先需要采集现场传感器的数据，利用ZigBee无线通信方式向协调器传递数据，协调器再利用串口向计算机传输数据。监测计算机通过分析和处理之后，向工作人员显示，由工作人员确定处理措施。现如今很多仪器都已经实现了智能化，逐渐完善了相关功能，而系统的设计过程是非常复杂，在设计过程中，需要全面分析设计任务，划分整个系统为不同的子系统，可以让不同的人设计子系统，最后再整合系统。在整合的时候，需要修改和调整存在的错误。利用跟这种设计方法，可以提高系统开发效率，同时也降低了开发成本。设计的主要内容就是硬件和软件，首先总体设计整个系统，其次详细的设计软件和硬件，再次整合设计完成的系统，最后测试和修改整个系统。
3.3在监测中利用的无线通信技术
当前的无线通信技术包括红外线技术和蓝牙技术以及ZigBee技术等，并且在人们的生产和生活当中广泛利用这些技术。利用蓝牙技术可以进行近距离的传输，多方位的传统数据信息，通常都是用来传输网路和现代多媒体的信息。但是蓝牙技术的抗干扰性有待提高，无法进行远距离传输。Wifi技术属于一种新兴技术，具有较大的传输范围，同时也提升了数据传送距离，在远程监测当中可以利用。但是wifi技术传输量比较小，在工业领域利用具有很大的不便。UWB技术也是在短距离传输当中利用，具有较大传输量，安全系数也非常高，但是抗干扰能力有待提高，一些监测系统对于抗干扰能力具有严格的需求，就无法利用这种技术.
4 结语
通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到用无线通信技术替代有线通信技术在设备状态检测中应用，对降低企业系统建设成本、提升监测的全面性等方面的重要作用，并在实践中有意识的针对机械设备振动信号对zighee无线通信技术进行应用，这是现代设备管理水平提升的具体体现，应以发展的眼光看待设备状态监测中应用的无线通信技术。
参考文献
[1]王岩岩.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].硅谷,2013(12):94+90.
[2]曾奇云．无线通信技术在设备状态监测中的研究[J].电子技术与软件工程,2016(12):55.
[3]于杰.无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[J].无线互联科技,2016(4):3-4.．
论文作者:李扬镇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：通信技术论文; 设备论文; 状态论文; 技术论文; 系统论文; 抗干扰论文; 仪器设备论文; 《基层建设》2019年第19期论文;