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汽车制造现场无线通信典型应用-无线通信论文-通信传播论文.docx

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内容要点:
汽车制造现场无线通信典型应用-无线通信论文-通信传播论文——文章均为 WORD 文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:本文通过有线网络和无线网络的技术对比,阐明无线技术比之有线技术的技术优势及推广意义。并以目前在汽车制造现场应用的最为典型的三种无线通信形式(蜂窝 Wi-Fi,波导通信,漏波电缆)为对象,重点阐述了各自不同的原理、硬件介质、适合的应用设备场景及不同的优缺点等技术特性,论证了无线网络比之有线网络更适应于目前智能化灵活生产的实际需求。关键词:Wi-Fi;波导通信;漏波电缆近年来,随着国家“中国制造 2025”战略的提出及不断推进,在制造行业内,一线生产设备正逐步从自动化向更高端的智能化要求升级。尤其是在早已实现高度自动化的汽车制造行业,大量的智能化前沿技术正不断地被应用于实际现场。其中最典型的一个案例就是无线通信技术。借助于无线技术布局灵活,空间占用少,移动性高等特点,它已成为了现场数据采集、交换、上传、监控的首选方式,并且随着近几年无线技术自身的迅猛发展,先前一直被人们诟病及顾虑的稳定性与可靠性等性能也 提高。因此比之布局较为固定死板的有线网络技术,更能满足目前汽车制造行业的实际现场需求。1 无线技术1.1 概述依靠电磁波或红外线等作为载体在空气这一介质来传播信号。由于利用的是不可见的介质,外界干扰更容易对其产生影响,且人为防护措施较难有效实施,所以信号的损耗是相对有线来说更不可控些。因此对于稳定性和可靠性要求非常高的工业场合,在 21 世纪之前,无线网络技术应用的情况非常少,网络通信依靠的还是长长的有线。近几年,由于工业环境智能化水平的深入,现场对终端设备布局灵活性的需求不断增多,无线网络灵活的优势 凸显了出来。另外根据工业环境对稳定性和可靠性方面的考量,几种特殊的无线技术方式通过研究与相关测试成为了成熟的应用与产品解决方案,被各国工程师接受。其稳定性与可靠性也不再是人们担心的问题。1.2 分类目前常见的工业级无线通信技术根据频率不同分为 2.4GHz 与5GHz 两种,其与我们日常接触的民用无线以太网通信技术是类似的。C=λ*f 其中 C:光速、 f:频率、λ :波长。从上述公式中可以看出光速一定,信号频率与波长成反比关系,频率越高,波长越多,波动特性就越不明显,波的干涉与衍射能力就越差。穿透障碍物后频率越高的波信号衰减得越厉害。因此在网络强度要求相同的情况下,2.4GHz 网络覆盖范围要比 5GHz 更广,相等面积的环境需求中,2.4GHz 网络所需的固定信号源相对较少,使用成本也相对低廉,是目前汽车行业主流的使用方案。当然一些高信号强度或者实时性要求比较高的场合,5GHz 会是一个更好的方案。2.4GHz 网络信道分布如图 1。2.4G 义上的频率并不是落在 2.4GHz 这个点上,而是从2.412~2.484GHz,共分为 14 个信道。信道,也称作频道、通道,是以无线信号作为传输载体的数据信号传输通道。每个信道的有效宽度是 20MHz。从上图中可以每隔 5 个信道都是 互不交叉的,故习惯上取 1,6,11 三个互不重叠的信道做为 2.4GHz 的信道进行架设。5GHz由于在国际上形成统一的标准较晚,属于一种新的协议,所以各个国家都使用不同的信道。每个信道的有效宽度也分为20MHz、40MHz、80MHz 及 160MHz,其互不干扰的信道较多,故不在这里详细描述特性了。以下将重点介绍三种目前在汽车行业中使用最多的无线 Wi-Fi 通信技术。2 传统开放式 Wi-Fi2.1 技术原理概述在汽车制造车间内,由一台或多台的无线 AP(AccessPoint 接入点)作为信号的固定发射端和接收端组成一个

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