[01047126]用于工业过程监测的无线传感器网络技术

工业无线传感器网络是继现场总线之后，又一引领工业自动化发展方向的前沿热点技术。该技术兴起于21世纪初，是一种面向设备间的短距离、低速率、低功耗，适合在恶劣工业现场环境使用的无线通信技术，属于信息与自动化领域。项目在国家科学技术部和国家自然科学基金委员会的支持下，面向工业过程监测对无线技术的需求，攻克了工业环境下无线传感器网络高可靠传输、低时延通信和低功耗运行等关键技术，主要创新研究工作包括：(1)提出了基于射频环境认知和自适应跳频的高可靠通信技术，有效抑制了工厂环境中各种大型器械、金属管道等对无线信号的反射、散射所造成的严重多径效应，以及马达、器械运转时产生的电磁干扰，使无线数据传输的可靠性达到95﹪，能满足工业监测的应用要求；(2)提出了基于空、时、频多维调度的实时通信技术，解决了自配置多跳接力数据传输，端到端通信时延不确定的问题，使得端到端数据传输延迟低于1.5倍的传感器采样时间，百点网络规模下，平均传输延时低于1秒；(3)提出了基于高精度同步和事件驱动的低能耗技术，使得现场设备依靠自身携带的电池供电，在秒级通信频率下，平均能耗低于0.6毫瓦，使用普通1800毫安时锂电池，可工作1年以上。上述成果，已申请国家发明专利20余项，国际专利2项，其中授权4项，形成了有效的专利保护池。完成的WIA-PA国际标准，经过国际电工理事会全体成员国的投票，以96﹪的得票率获得通过，08年作为IEC/PAS 62601标准化文件正式颁布，成为国际上公认的主流工业无线技术之一；同时已完成了国家标准报批稿，提交国家标准委员会审批。基于WIA技术开发的工业无线测控原型系统，在江苏力达宁化工有限公司、大港油田、鞍钢冷轧三厂、上海电气集团、开原崇宏热电有限公司、进行了示范应用，展示了工业无线技术引发的新型工业测控模式在节能降耗方面的优势，得到了用户的认可，取得了良好的经济效益。