數(shù)據(jù)的無線傳輸有多種方法。從簡(jiǎn)單的指令和控制方案，如遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RKE)和車庫開門裝置到無線局域網(wǎng)(WLAN)等等。本文旨在介紹各種可用方案及其中存在的必須應(yīng)對(duì)的局限性， 以期為設(shè)計(jì)師提供一些實(shí)用信息，供其在為工業(yè)應(yīng)用選擇無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用。

汽車等設(shè)備上用來鎖定和打開車門的遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)就是簡(jiǎn)單的指令和控制應(yīng)用的一個(gè)非常典型的例子。在遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RKE)應(yīng)用中，指令通過遙控鑰匙發(fā)送至汽車信號(hào)接收器。適當(dāng)?shù)亟邮盏街噶詈螅嚰磿?huì)相應(yīng)鎖定或解鎖。

類似汽車中安裝的接收器理論上可以接收任何類似型號(hào)的遙控鑰匙發(fā)送的數(shù)據(jù)包。然而，汽車只能接收專門為其指定的遙控鑰匙發(fā)送的指令。滾動(dòng)碼生成器和安全加密等協(xié)議通常用于從遙控鑰匙將唯一的ID傳輸至汽車。這樣一來，您的遙控鑰匙就無法打開您朋友的類似型號(hào)的汽車，反之亦然，從而確保汽車的安全。

對(duì)于汽車遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RKE)，遙控鑰匙操作人員通常會(huì)聽到鎖具被鎖定的聲音。如果沒有聽到“咔嚓”聲，操作員只需再次按下按鈕，從而通過人機(jī)交互完成遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入 (RKE) 應(yīng)用中的反饋環(huán)節(jié)。如果沒有聽到汽車解鎖的聲音，就需要再次按下按鈕，直至聽到解鎖聲。

很多工業(yè)應(yīng)用都需要傳輸指令和控制數(shù)據(jù)。從傳感器發(fā)送將溫度指示到主機(jī)就是一個(gè)例子。工業(yè)應(yīng)用和遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(PKE)之間的差異是：工業(yè)應(yīng)用中無需人員介入判斷是否真正收到了溫度指示。

需要確認(rèn)數(shù)據(jù)的接收意味著存在雙向網(wǎng)絡(luò)。隨著融入更多致動(dòng)器、開關(guān)和電機(jī)需求的出現(xiàn)，系統(tǒng)的復(fù)雜度會(huì)立即增加。因此，由于應(yīng)用中需要確認(rèn)數(shù)據(jù)是否已實(shí)際送達(dá)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常不會(huì)使用簡(jiǎn)單的單向遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RKE)網(wǎng)絡(luò)。

工業(yè)無線解決方案的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上基本都有一個(gè)微控制器。微控制器會(huì)通過接口連接至溫度傳感器和致動(dòng)器等實(shí)體設(shè)備，來讀取或?qū)懭胨鼈兊臄?shù)據(jù)。同時(shí)，微控制器還需負(fù)責(zé)管理射頻網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。協(xié)議的選擇取決于多種因素。選擇最佳解決方案的因素包括：數(shù)據(jù)傳輸范圍、數(shù)據(jù)傳輸速率、功耗和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的復(fù)雜度。

ZigBee最近受到了大量關(guān)注。作為標(biāo)準(zhǔn)解決方案，ZigBee或802.15.4最初被視為許多低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率無線通信應(yīng)用的最佳選擇。但是，它真的適用于所有應(yīng)用嗎?當(dāng)然不是。在有些情況下，802.11 WLAN非常適用于高數(shù)據(jù)傳輸速率的數(shù)據(jù)傳輸。同樣，有些應(yīng)用需要更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸范圍和電池壽命。簡(jiǎn)言之，具體架構(gòu)決定著特定應(yīng)用所需的無線網(wǎng)絡(luò)類型。

在無線網(wǎng)絡(luò)中，如果數(shù)據(jù)傳輸速率增大，系統(tǒng)資源也會(huì)相應(yīng)增多。以802.11 WLAN為例，由于其實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信所需的功耗和代碼大小，這些協(xié)議不能用于大多數(shù)嵌入式應(yīng)用。典型的 802.11 WLAN節(jié)點(diǎn)所需的程序內(nèi)存高達(dá)1MB，還需要功能更強(qiáng)大的處理器來使單節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行。

802.11無線電附加系統(tǒng)處理器的功耗使其非常適用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算應(yīng)用和信息回程，但便攜式節(jié)點(diǎn)需要大量功耗和系統(tǒng)資源才能使802.11 WLAN的節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行。功耗大、代碼長(zhǎng)且昂貴的802.11 WLAN不適用于溫度、壓力和致動(dòng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控等任務(wù)。

ZigBee協(xié)議相對(duì)較輕巧，它的代碼空間為32-70KB，數(shù)據(jù)傳輸范圍適中，為10-100米。這些特點(diǎn)讓ZigBee成為了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的首選。ZigBee的一大優(yōu)點(diǎn)是其“網(wǎng)狀”能力。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)允許節(jié)點(diǎn)間的信息傳輸;這樣一來，就算任何節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或掉線，信息也能順利傳輸至目的地。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包處理非常復(fù)雜，因此，所需的程序內(nèi)存較大。圖2給出了各無線網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)代碼大小。

藍(lán)牙是工業(yè)應(yīng)用中常常會(huì)談到的另一種常見方案。快速瀏覽上圖就能發(fā)現(xiàn)，藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸范圍較短，代碼較大，再加上藍(lán)牙屬于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方案，就會(huì)立即判斷出它不適用于工業(yè)射頻應(yīng)用。

那么，專線網(wǎng)絡(luò)如何?專線網(wǎng)絡(luò)指不按特定標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)。通常采用915MHz ISM頻段(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療)和2.4GHz頻段。有時(shí)，315MHz或433MHz的頻段也被用于指令和控制類應(yīng)用。當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)管要求通常會(huì)指定可用的頻率。