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傳感器+無線通信=? 發揮你的想象力!

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:54:47 來源:北京柏艾斯科技有限公司

目前市場上近距離無線通信產品層出不窮,廣泛應用的還是藍牙(Bluetooth),紅外(IrDA)和無線局域網802.11(WIFI)。同時還有一些非常具有發展潛力的近距離無線技術標準,它們分別是:zigbee、超寬頻(UltraWideBand)、短距離通信(NFC),LORA等。它們都有各自立足的特點、或基於傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求,隨著5G時代的到來,無線通信技術必將大放異彩。

工業發達國家和新興崛起國家為提高其產品在全球市場的競爭力,都力求在提高生產率的同時,降低包括能源消耗、原(yuan)材(cai)料(liao)消(xiao)耗(hao)和(he)勞(lao)務(wu)成(cheng)本(ben)。對(dui)於(yu)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)來(lai)講(jiang),其(qi)勞(lao)務(wu)成(cheng)本(ben)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)於(yu)新(xin)興(xing)崛(jue)起(qi)國(guo)家(jia),因(yin)此(ci)特(te)別(bie)重(zhong)視(shi)促(cu)進(jin)創(chuang)新(xin)和(he)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu),采(cai)用(yong)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)手(shou)段(duan)來(lai)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。在(zai)這(zhe)場(chang)競(jing)爭(zheng)日(ri)益(yi)激(ji)烈(lie)的(de)比(bi)賽(sai)中(zhong),無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)在(zai)工(gong)業(ye)中(zhong)的(de)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)受(shou)到(dao)了(le)特(te)殊(shu)的(de)重(zhong)視(shi)。

另ling一yi方fang麵mian,在zai工gong業ye環huan境jing下xia任ren何he地di點dian均jun能neng安an裝zhuang使shi用yong的de智zhi能neng無wu線xian傳chuan感gan器qi及ji其qi網wang絡luo,具ju有you足zu夠gou的de可ke靠kao性xing和he自zi治zhi處chu理li能neng力li,將jiang為wei各ge種zhong生sheng產chan裝zhuang置zhi配pei備bei實shi施shi共gong享xiang的de數shu據ju采cai集ji能neng力li,從cong而er為wei提ti高gao生sheng產chan率lv,改gai善shan產chan品pin質zhi量liang,降jiang低di成cheng本ben發fa揮hui重zhong要yao作zuo用yong。下xia麵mian我wo們men列lie舉ju3個應用場景,為大家介紹在融合了無線通訊技術後,為傳統行業帶來了哪些改變?

1、電池監控

在大型集群式的UPS係統中,往往需要對係統內電池的工作狀況進行監測,如工作電壓、電流、溫度、電池內阻等參數。一般UPS電池會預留RS485通信接口,將各電池的節點狀態上傳至上位機軟件。當電池狀態正常時記錄工作信息,當電池狀態異常時觸發報警。

這種通訊方式帶來一些問題,便捷性問題和安全性問題。485總線必須走線,係統越龐大走線工作越繁瑣。此外,如果走線不規範,還將為機房帶來安全性隱患。基於以上原因,部分UPS或者電池PACK廠商開始采用無線通信的方案替代有線通信。

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Zigbee是一種低速局域網數據傳輸協議,它具有低功耗、低成本、高可靠、多節點、靈活拓撲等特點,特別適合局域網內多節點自由組網的場合。如圖2所示,通過在每個電池包上安裝ZigBee模塊,完成自組網絡,就能夠將電池包的工作狀態實時上報到網關服務器。

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有了無線網絡,UPS電池包現場安裝就方便了許多,工程師隻需要考慮電源回路的搭建,通信部分讓ZigBee自組網即可。

2、智能溫室大棚

需要放置於溫室大棚內栽種的植物,對生長環境都有著較為苛刻的要求,溫度、濕度、二氧化碳濃度等指標都需要維持在一個穩定的範圍內。早期的溫室大棚,通過布置各種傳感器,人工定時去查看,並對大棚內的溫控器、加濕器等設備進行調整。但隨著溫室大棚數量越來越多、單個大棚內需要的傳感器也越來越多,傳感器之間的通訊線纜布線變得非常困難,通過人工去管理大棚也變得原來越難。

網關與各種傳感器之間通過LoRa技術進行無線連接。在取電不方便的大棚內,傳感器節點均需要通過電池供電,這就需要應用LoRa技術的超低功耗。采用休眠+定時喚醒的上傳的工作模式,能夠極大降低傳感器節點的耗電量,一節幹電池可以使用2-3年。

出於成本考慮,一般情況下多個大棚會共用一個網關,這樣大棚內的相關控製設備,也需要通過無線通訊來控製。同樣,使用Lora也是一種不錯的選擇。Lora的傳輸距離足夠遠,可介入節點數上千個,足以滿足大棚內節點數需求。

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3、無線智能燈光

傳統的城市道路照明係統存在一係列弊端。能源利用率低、照明係統設計不完善、不方便反饋信息等問題,浪費大量的人力和物力。所以說,從節約能源、提高城市照明係統管理水平的角度去建設和完善城市照明係統,已經成為了市政建設的一個必然的趨勢。

當前城市照明控製係統的技術發展趨勢是:數據傳輸方式由原先的電力載波改造為GPRS/NB-IoT等無線公網傳輸或ZigBee/LoRa等局域網傳輸;控製技術由原先的隻控製開關改造為光照度控製;功能方麵可實現遙控控製。

通常采用低功耗微處理器來處理燈光的控製指令,通過GPRS、NB-IoT、ZigBee、LoRa 等無線網絡技術實現燈與控製櫃之間的數據通信。

控製櫃和監控中心主站之間距離較遠,甚至跨越城區,所以采用不受距離限製的4G無線通信方式與監控中心相連;而現場的燈和控製櫃之間則采用距離適中、成本較低的 ZigBee網絡或LoRa網絡來通信。如圖6所示,各盞路燈采用ZigBee無線網絡來控製。

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上shang麵mian簡jian單dan的de介jie紹shao了le無wu線xian技ji術shu在zai我wo們men當dang前qian生sheng活huo中zhong的de三san個ge應ying用yong,相xiang信xin隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi,愈yu發fa成cheng熟shu的de無wu線xian通tong訊xun技ji術shu將jiang更geng大da程cheng度du地di改gai變bian我wo們men的de生sheng活huo,讓rang我wo們men一yi起qi見jian證zheng吧ba!

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