低功耗在工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色，不斷補(bǔ)充的新的協(xié)議可以幫助降低功耗和成本。
無(wú)線技術(shù)可以通過(guò)多種方式降低功耗。使用低功耗芯片、合適的協(xié)議和節(jié)能軟件來(lái)降低無(wú)線收發(fā)器的功耗，有助于降低直接成本。此外，根據(jù)當(dāng)時(shí)的活動(dòng)和人員配備水平，還可以在工廠車(chē)間周?chē)褂脽o(wú)線控制器來(lái)控制供暖、照明和高壓空調(diào)的水平。這可以大大降低設(shè)施的總體直接功耗。
降低功耗的方法遠(yuǎn)不止此?，F(xiàn)在，在收發(fā)芯片的涉及和制造方面，很多技術(shù)得到了提高，很多實(shí)現(xiàn)將無(wú)線器件和模塊已經(jīng)具備了能量收集能力。在工業(yè)生產(chǎn)的成本控制過(guò)程中，無(wú)線傳感器發(fā)揮了重要作用。當(dāng)降低無(wú)線系統(tǒng)的功耗時(shí)，應(yīng)該通過(guò)降低收發(fā)器功率或使用固有的低功耗拓?fù)?例如網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò))來(lái)解決問(wèn)題。根據(jù)數(shù)據(jù)速率、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的延遲和距離，也可以使用幾種不同的協(xié)議。
德州儀器(TI)針對(duì)Zigbee的CC2531芯片低功耗SoC是一款真正的支持USB的SoC片上系統(tǒng)解決方案，適用于IEEE 802.15.4通信標(biāo)準(zhǔn)和Zigbee模塊應(yīng)用，如工業(yè)控制。通過(guò)內(nèi)置的無(wú)晶USB接口，它可以以較低的總成本構(gòu)建USB加密狗或USB可升級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2531將Chipcon的射頻收發(fā)器的性能與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型32MHz8051微控制器、系統(tǒng)中的可編程閃存和8KBRAM結(jié)合在一起。對(duì)于需要超低功耗的系統(tǒng)，還具有多種運(yùn)行模式，各運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短，進(jìn)一步保證了低能耗。
根據(jù)IEEE 802.15.4的規(guī)定，2.4GHzISM頻段被劃分為16個(gè)互不重疊的信道。WirelessHART使用偽隨機(jī)信道跳躍序列來(lái)降低干擾其他網(wǎng)絡(luò)(尤其是Wi-Fi)的可能性。信道跳變是指設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不固定在IEEE802.11b/g網(wǎng)絡(luò)使用的信道上。使用時(shí)分多址(TDMA)協(xié)議可確保在任何給定時(shí)間只有一個(gè)設(shè)備在信道上通話，從而防止消息沖突，并通過(guò)使用10ms時(shí)隙提供定義的延遲。
WirelessHART網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)
WirelessHART使用帶有10dB放大器的2.4GHz無(wú)線電，允許與下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大通信距離為200米，而下一個(gè)節(jié)點(diǎn)又可以充當(dāng)路由器，在電網(wǎng)中傳遞信息。當(dāng)不需要全程傳輸時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以以較低的功率進(jìn)行傳輸，以減少干擾其他網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)。
它使用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)提供約8dB的額外增益，其傳輸范圍分布在所選信道的整個(gè)頻率范圍內(nèi)。具有正確解碼信息的設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)，而其他設(shè)備將傳輸視為白噪聲并忽略它。這允許接收和共存多個(gè)重疊無(wú)線電信號(hào)。
藍(lán)牙技術(shù)現(xiàn)在正在成為一種可行的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)。例如，藍(lán)牙V4.0在核心規(guī)范中引入了低能耗技術(shù)，使新設(shè)備能夠在微扣式電池上運(yùn)行數(shù)月甚至數(shù)年。
由于這項(xiàng)技術(shù)已被多家制造商用于安全和消費(fèi)應(yīng)用，因此其成本在工業(yè)應(yīng)用中變得非常有吸引力，特別是在需要擴(kuò)展范圍鏈路的情況下。
6LoWPAN的目標(biāo)是低功率無(wú)線通信、低數(shù)據(jù)速率和非常有限的外形。工業(yè)自動(dòng)化是一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。通過(guò)指定在不同網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送相同數(shù)據(jù)包的方式，幾乎不需要轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包，從而降低了復(fù)雜性、功耗和成本。
與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)工作組一直在研究使用IPv4和IPv6連接傳感器和設(shè)備的更高級(jí)協(xié)議。6LoWPAN或IPv6低功耗無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)定義了封裝和報(bào)頭定義，允許通過(guò)IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)(如Zigbee)發(fā)送IPv6數(shù)據(jù)包，以便這些數(shù)據(jù)包可以在更廣泛的Internet上使用。
雖然這是一個(gè)較高級(jí)別的協(xié)議，但它直接影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的處理要求和數(shù)據(jù)包大小，從而影響每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功耗。
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