Abstract
In today’s competitive industry marketplace, the companies face growing demands to improve process efficiencies, comply with environmental regulations, and meet corporate financial objectives. Given the increasing age of many industrial systems and the dynamic industrial manufacturing market, intelligent and low-cost industrial automation systems are required to improve the productivity and efficiency of such systems. The collaborative nature of industrial wireless sensor networks (IWSNs) brings several advantages over traditional wired industrial monitoring and control systems, including self-organization, rapid deployment, flexibility, and inherent intelligent-processing capability. In this regard, IWSN plays a vital role in creating a highly reliable and self-healing industrial system that rapidly responds to real-time events with appropriate actions. In this paper, first, technical challenges and design principles are introduced in terms of hardware development, system architectures and protocols, and software development. Specifically, radio technologies, energyharvesting techniques, and cross-layer design for IWSNs have been discussed. In addition, IWSN standards are presented for the system owners, who plan to utilize new IWSN technologies for industrial automation applications. In this paper, our aim is to provide a contemporary look at the current state of the art in IWSNs and discuss the still-open research issues in this field and, hence, to make the decision-making process more effective and direct
چکیده
در بازار رقابتی صنعتی امروز، شرکت ها با تقاضای رو به رشدی برای بهبود کارایی فرایندها، منطبق شدن با قانون محیطی و دستیابی به موضوعات مالی و گروهی روبرو شده اند. افزایش یافتن عمر بسیاری از سیستم های صنعتی و پویاییبازار محصولات صنعتی، به سیستم های صنعتی اتوماتیک که هزینه و هوشمند و تقویت ثبات و کارایی آنهانیازدارد.
طبیعت جمعی و همکارانه شبکه های حسگر بی سیم صنعتی توانسته است علاوه بر مزیت های شبکه های کابلی مزیت های دیگری را نظیر خود سازی، توسعه سریع، انعطاف پذیری و قابلیت های پردازش هوشمند سلسله مراتبی را به را به ارمغان آورد. در این میان این گونه شبکه ها در ایجاد سیستم های صنعتی قابل اعتماد که می توانند به صورت سریعی به رویدادهای آنی پاسخ دهند، نقشحیاتی ایفا می کنند.در این مقاله، ابتدا، چالش های تکنیکی و اصول طراحی در موضوعات توسعه سخت افزاری، پروتکلها و معماری سیستم ها و توسعه نرم افزار بحث و بررسی شده اند. همچنین تکنولوژیهای رادیویی، تکنیکهای برداشت انرژی و طراحی لایه عرضی نیز برای این گونه شبکه ها بررسی شده اند. در مجموع استانداردهای IWSN برای مالکان سیستم هایی تشریح شده است که قصد استفاده از این گونه شبکه ها را برای کاربردهای صنعتی اتوماتیک خود را دارند. در این مقاله ، هدف ما تهیه و تنظیم نگاهی جامع بر موقعیت فعلی IWSN هایی است که در این حوزه قابل بررسی هستند از این رو برای ایجاد پروسه اتخاذ تصمیم چنین بحث هایی می توانند مفید واقع شوند.
واژگان کلیدی : طراحی لایه عرضی، شبکه های حسگر بی سیم صنعتی IWSN ، ISA100 ، فوق پهن باند (UWB) ، HART بی سیم ، GlowPAN,Zig Bee
1- مقدمه
در بازار رقابتی صنعتی امروز، شرکت ها با تقاضای رو به رشدی برای بهبود کارایی فرایندها، منطبق شدن با قانون محیطی و دستیابی به موضوعات مالی و گروهی روبرو شده اند. تعیین افزایش یافتن عمر بسیاری از سیستم های صنعتی و بازار پویای محصولات صنعتی، سیستم های صنعتی اتوماتیک که هزینه و هوشمند نیازمند تقویت ثبات و کارایی چنین سیستم هایی هستند. در گذشته سیستم های صنعتی اتوماتیک، به وسیله ارتباطات سیمی پیاده سازی می شوند. با توجه به اینکه پیاده سازی این گونه بسترها نیاز به کابلهای ارتباطی زیادی داشتند، غالبا پیاده سازی هزینه بر و گرانی محسوب می شدند و به همین خاطر به صورت وسیعی در سیستم های صنعتی به کار گرفته نشدند.
بنابراین با توجه به توضیحات فوق نیاز به یک بستر ارتباطی موثر، مفید و کم هزینه حسی می شود تا در سیستم های صنعتی بکار گرفته شوند و بتوانند در مدیریتی سیستم های صنعتی به صورت بهینه ایی عمل نمایند….