工業無線發展潛力巨大

HSM Networks最新研究表明，工業網絡市場繼續擴張，預計2024年增長7%。值得注意的是，近年來，無線技術穩步增長，盡管根據報告來看增長速度略有下降。按網絡類型劃分，無線解決方案仍占總份額的 7%。市場繼續推出更多支持工業無線的產品，無線解決方案在工廠環境中的接受度正在上升。典型的用例包括電纜更換應用、無線機器訪問以及與移動工業設備的連接。

德國“工業4.0研發白皮書”及“工業4.0實施戰略及參考架構”都將無線技術作為工業4.0網絡通信技術研究和創新中的重要組成部分。

美國工業互聯網聯盟IIC重視無線技術在工業中的應用。該聯盟專門成立了網絡連接組來開展網絡技術的研究。

德國工業4.0和美國工業互聯網之所以重視無線技術在工業中的應用，是因為無線網絡相比于現有的工業有線網絡具有明顯的優勢。

● 可大幅降低網絡建設和維護成本。無線網絡能夠快速部署，無線在現場、車間、廠房等環境鋪設線纜及相關保護裝置。安裝與維護成本降低。

● 提高生產線的靈活性。無線技術實現了現場設備的移動性，依據工業生產及應用需求，實現生產線靈活、快速的重構。

● 實現部署環境的廣泛性。由于無線技術突破線纜部署限制，具有mesh、星型等多種網絡架構，可實現多種工業場景下的快速部署。

工業網絡涉及的無線技術

依據無線通信距離，可將無線通信技術分為短距離無線通信技術和廣域網絡通信技術：

● 短距離無線通信技術：包括WLAN、藍牙（Bluetooth）、ZigBee以及RFID等傳統短距離通信技術和以WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA等為代表的面向工業應用的專用短距離通信技術。

● 廣域網絡通信技術：包括2G/3G/4G/5G蜂窩技術及LPWA技術，NB-IOT和eMTC為授權頻譜技術，LoRa和SigFox為非授權頻譜技術。

無線技術特點

無線網絡在工業中應用，需要根據其應用環節，以及承載的業務不同，進行不同程度的優化設計。依據無線通信速度，也可將無線通信分為高速通信和低速通信，典型無線技術的應用場景如表所示。

無線網絡發展趨勢將以疊加為主、融合為輔

工業控制系統自成體系，并以穩定可靠為第一準則，因此工業企業對其改動都非常謹慎小心。而工業制造及工業服務等企業等對生產設備、環境、生產工具等數據的需求又很迫切，加之有線部署成本過高且難度較大，因此紛紛采用疊加方式來部署無線網絡。

疊加方式是指在現有工廠網絡之外建設無線網絡，用于采集設備及產品信息，并進行非實時性及部分場景實時的設備控制。也有些企業在嘗試采用融合方式來部署無線網絡，即用無線網絡逐步取代部分現有的工業控制網終(如現場總線和以大網)，實現信息采集和控制的無線化。