傳感器網(wǎng)絡(luò)展望
任何一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)所承載的數(shù)據(jù)量將隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)雜性的增加而增加。低檔設(shè)備只能傳遞1bit增量的數(shù)據(jù),指示簡單的開、關(guān)狀態(tài)。而高檔的傳感器不僅本身智能化,同時(shí)可以傳送以字節(jié)計(jì)量的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。許多面向bit的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)如ASI、DeviceNet、 Interbus-S和Bitbus為簡單設(shè)備提供服務(wù)。 起初,這些傳感器網(wǎng)絡(luò)在簡單水平下運(yùn)行,但是隨著時(shí)代的發(fā)展,這些網(wǎng)絡(luò)增加了更復(fù)雜更有特點(diǎn)的設(shè)備,這些設(shè)備的加入提高了網(wǎng)絡(luò)的互操作性和智能化。比如,把一個(gè)單片的微處理器嵌入到一個(gè)限值開關(guān)中,不僅可以提供開、關(guān)狀態(tài),而且還包含完整的循環(huán)和設(shè)備信息。
為了滿足更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)通信需要,工業(yè)上已經(jīng)開始注意其它網(wǎng)絡(luò)。對于過程控制有人會(huì)提出：以太網(wǎng)TCP/IP是否可以代替?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)中的一部分網(wǎng)絡(luò)呢?傳感器網(wǎng)絡(luò)中部分網(wǎng)絡(luò)能否可以集成到高水平的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)中去呢(比如, 以太網(wǎng)上的Device-net, 以太網(wǎng)上的Interbus-S, Ethernet上的LonWorks)?在我們綜合考慮成本、適用性、性能和設(shè)備供應(yīng)商的支持這些因素后,也許以上問題的部分答案就可以得出了。
以太網(wǎng)的成本不一定低于其它的一些網(wǎng)絡(luò)。在可預(yù)見的將來,只有眾多傳感器集中在一個(gè)以太網(wǎng)接口時(shí),才能有效地降低成本。
另一影響成本的因素是中央處理器資源。這里,以太網(wǎng)與一般的DeviceNet相比并不見得有什么優(yōu)勢。比如,DeviceNet在中央處理器有4000代碼字節(jié)、內(nèi)存176字節(jié)的情況下就可以運(yùn)行。而以太網(wǎng)最小要求中央處理器有64,000代碼字節(jié)、內(nèi)存為64,000字節(jié)。但是,許多使用者仍發(fā)現(xiàn),以太網(wǎng)實(shí)際對中央處理器和內(nèi)存要求至少為256KB,最好是有2～4MB的代碼和內(nèi)存。如果銷量少和售價(jià)增高,一些簡單的軟件將抵銷以太網(wǎng)對更多中央處理器的要求。但是如果銷量增加而銷價(jià)降低,像DeviceNet這些需要較低資源的設(shè)備,在相同銷量情況下以太網(wǎng)不占有價(jià)格優(yōu)勢。
如果考慮到線路連接的成本,尤其是對于工業(yè)環(huán)境中bit級的傳感器來說,人們更傾向于ASI或DeviceNet的布線形式。對于一些最多分散在較小距離(50米)之內(nèi)的傳感器系統(tǒng)來說,這些傳感器網(wǎng)絡(luò)比較適合。但是,如果這個(gè)距離增加的話,將隨之產(chǎn)生很多困難,而且,基于對各個(gè)設(shè)備的反應(yīng)時(shí)間來說,以太網(wǎng)布局似乎可以帶來更大的效益。
這里我們主要討論軟件配置的長期支持。包括以下幾個(gè)方面：
·TCP/IP的易于使用是基于熟練技術(shù)人員和工具的可用性。
·但是,TCP/IP目前缺少高級別的標(biāo)準(zhǔn)從而不能保證像DeviceNet和ASI所支持的自動(dòng)替換。
·TCP/IP 的復(fù)雜選項(xiàng)將給無經(jīng)驗(yàn)的使用者帶來很大麻煩。
如果通信是在區(qū)域范圍內(nèi),那么一些系統(tǒng)像DeviceNet和ASI是非常適合應(yīng)用的。但是當(dāng)數(shù)據(jù)要在更大范圍傳送,同時(shí)應(yīng)用中又要求特殊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí),商業(yè)化的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)將更具有吸引力。網(wǎng)絡(luò)評估可以簡單得如同任何計(jì)算機(jī)的“試碰”一樣。著重簡單判斷的商業(yè)技術(shù)最終將變得非常普及,培訓(xùn)TCP/IP維護(hù)人員也將變得更容易。在這種壓力的促使下,設(shè)備網(wǎng)絡(luò)無疑將開發(fā)出更簡單、甚至基于瀏覽器的工具。
在一個(gè)設(shè)計(jì)得很好的網(wǎng)絡(luò)中,TCP/IP的工作會(huì)很優(yōu)異,但是必須對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。一個(gè)具有有限功能或主/從功能的單獨(dú)子網(wǎng)絡(luò)可靠的工作時(shí)間為2～5ms。但是,當(dāng)增加路由器,或無法控制的業(yè)務(wù)量(包括網(wǎng)頁服務(wù))時(shí),可能會(huì)造成500ms或更長的時(shí)間延遲。因此說,以太網(wǎng)性能的好壞取決于用戶設(shè)計(jì)的性能。
