蓝牙制造业无线通信技术研究

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摘要:无线通信技术在高端设备行业采用蓝牙技术，提供小型设备无线adhoc网络，通过一定的网络安全接口完成设备自组网。文章针对辽宁省高端装备制造业复杂环境下无线通信技术存在的问题，提出了在车间复杂环境下实现工业设备间无线局域网建设的措施，并进行数据传输和信息处理等对策。

关键词:蓝牙;无线通信;对策

在高端装备制造业环境下，车间工作人员现场大修，技术人员改变产品设计，互相讨论项目计划，查阅浏览工程文件，工程指令，并请求技术支持，仅依靠现有的有线网络无法实现。车间现有有线网络结构存在很多缺陷，比如工业现场设备较多，那么有线网络电缆也将成比例增长，日积月累，越来越多的线缆星罗棋布必将给工业现场的操作造成极大的不便，而且极易引发事故，因此迫切需要研究一种适合高端装备制造车间网络的新模式及其实际实施方法。该方法的实施应充分利用现有技术，最大范围的减少现有车间环境布局的变化，并能满足设备和设备通信要求、车间监测及信息汇总的前提下实施。

1基于蓝牙的无线通信技术的特点

蓝牙(Bluetooth)技术是一种支持短距离，低功耗和低成本的无线通信方法。它可以互连具有不同功能的设备，为小范围内的设备和设备提供自组织网络机制，并通过一定的安全性进行数据采集及传输。该方法完成了adhoc无线网络和广域网的互连特性，即可满足车间环境对多个设备的灵活组网需求，又可满足车间环境中无线环境的最小蓝牙协议栈。蓝牙技术不但可以改善现有的高端设备制造设备之间的通信状态，而且可以实现快速方便的数据传输，获取设备运行状态信息，提高设备的自动控制能力。尽管现有高端设备制造工厂的有线网络虽然运行快速稳定，在大多数情况下基本可以满足工业网络的需求。然而，厂房的有线网络只能沿着特定的固定线路传输数据，并且需要有线传输介质进行传输。这就带来有一系列相关的问题，如工厂布线，车间预设接口〔1〕，传输线路检测，网络扩展等。而且这些问题不可避免地会造成资源浪费，检修难度大，网络扩容困难。此外，在诸如移动设备等特定环境中使用有线网络是完全不可能的。与此相比，无线网络具有简单方便的扩展性，非接触式和强大的网络功能，因此不需要加速或重新配置网络，并且不需要使用有线电缆即可进行定位切换，在工厂和车间环境中节省资金并避免有线连接。

2我省高端装备制造产业集群中无线通信技术存在的问题

我省高端装备制造业厂房和车间无线通信技术存在的问题主要包括以下几个方面:(1)研究:核心设备和产品依赖进口，主动性差，高端设备特别是运动设备的无线产品研发不足。(2)政府:高端装备制造业工业控制设备产业链需要加强，产业结构调整和资源配置不完善。产业规划需要长期考虑。(3)企业:高端装备制造业运动控制设备创新动力不足，竞争力较弱。这些问题的核心主要是企业内部高端装备制造业新技术，新产品的研发滞后。然而，大学的研究机构主要侧重于研究，与公司没有强有力的联系。成果不能有效快速地应用于生产。因此，建立真正的产学研合作平台是推动辽宁高端装备制造业无线通信技术产业发展的关键。

3采取的应对措施

高端装备制造业必须寻求一种合理有效的无线通信技术手段，使其能够应用于车间环境中的工业控制设备和加工设备，提高现有设备之间的通信状态，提供更便捷的数据传输，提高设备的自动控制能力。(1)实现无线控制系统和智能设备的信息处理，为无线控制提供依据。高端制造车间拥有许多无线控制系统和智能设备。它们需要大量的数据处理〔2〕，整个设备运行数据处理过程分为两步:提取设备信息和提取智能设备知识，如图1所示。设备信息的提取是工业无线控制的基础，主要用于收集现场设备运行数据的数据。传统的方法主要是使用有线电缆和串行接口收集操作数据。虽然它可以满足一些工业控制的要求，但它对于现代化、灵活和多样化的工业场地来说速度慢且效率低下。智能设备知识提取是对设备运行数据进行后处理的过程。根据工业现场设备的实际需求，进行数据的二次处理，传输和处理为无线控制提供了基础。(2)采用蓝牙设备制造控制网络通信，实现复杂车间环境下设备间的灵活组网。从简单的设备运行数据采集到分布式控制，从工业现场总线技术到工业以太网，复杂工业环境下的设备控制和信息采集离不开网络通信技术，设备网络是设备运行，环境获取信息的主要方式。随着网络技术的不断发展，无线技术的应用越来越广泛。近年来基于蓝牙的无线通信技术的发展非常迅速。价格低廉，功耗低，灵活的组网和简单的操作使其对于复杂的工业现场数据的收集和控制非常有用〔3〕。

4结论

通过对高端设备制造业车间环境下的工控设备和加工设备之间的无线通讯进行的研究，发现工业设备和设备之间的传输主要是设备的控制信息和状态信息以及环境信息，采用蓝牙技术不但可以改善设备之间例如数控机床的加工控制程序，AGV小车传感器采集、传递数据，获取设备状态信息，而且可以提高设备的自动控制能力。通过蓝牙实现车间环境下设备与设备之间的无线局域网的建立，实现提高设备运行数据及车间环境数据传输和设备运动控制的功能。

参考文献

〔1〕何荣森，王宏宝，张跃，蓝牙技术及其硬件设计〔J〕，电子技术，2015，(4):13－16．

〔2〕苏雪莲．蓝牙产品及蓝牙芯片技术的发展〔J〕．微电子技术，2016，(3):10－11．

〔3〕申康．蓝牙技术的特点与实施〔J〕．微电子技术，2016，(5):58－60．

作者:刘丽华 单位:辽宁科技学院