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1、TP24分类号：_密级：_：_单位代码：_硕士学位论文论文题目：工业远程控制与物联网技术基于RFID_GSM技术的远程测控系统 学号：_作 者：_专 业 名 称：_2012年04月16日内蒙古科技大学硕士学位论文工业远程控制与物联网技术基于RFID_GSM技术的远程测控系统论文题目： 作者：_指 导 教 师： 单位： 协助指导教师： 单位： 单位： 论文提交日期：2012年 04月 16日学位授予单位：工业远程控制与物联网技术基于RFID_GSM技术的远程测控系统Industrial Remote Control and Internet of Things TechnologyThe Rom
2、ote Measurement and Control System Based on RFID_GSM Technology研究生姓名：指导教师姓名：包头014010，中国Candidate： Supervisor： School of Inner Mongolia University of Science and TechnologyBaotou 014010，P.R.CHINA独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教
3、育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：_ 日期：_关于论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：_ 导师签名：_ 日期：_62摘要随着我国工业自动化水平的发展，现有的工业远程控制系统完成了企业涵盖范围内所有设备或生产车间（线）的互联与控制。但是，庞大的生产运行系统是需要维护的，随着企业规模的扩大，生产线维护成本的
4、降低愈加迫切，生产企业和科研人员已经意识到，只有在现有工业远程控制系统设备与设备互联的基础上，实现设备维修人员、生产调度人员与工控网络的互联、互动，才能更有效的降低生产线维护成本，降低故障时间，拓展流程管理和维护空间维度，进一步提升流程工业自动化水平，提高工业远程控制系统运行效率。本文深入分析了物联网核心技术和主要特点，在此基础上针对传统工业远程控制系统存在的故障处理滞后、故障设备与维修工人之间没有信息交流、故障范围不能及时隔离等问题，提出一种融合M2M技术的新型工业远程控制系统。论文以城市供热管网运行控制为应用背景，研制完成了融合M2M技术的城市热网监控系统。该系统传输层采用移动通信网络，管
5、理层中引入M2M逻辑业务管理技术，将感知识别层、网络构建层以及管理服务层信息有机集成，实现了设备与设备、设备与人之间信息互动，论文主要研究的内容包括：1.研究远程工业控制中人（设备维护工人和生产调度管理者）与物（设备或生产流程）互联、互动的模式；2.采用嵌入式技术完成了基于ISO14443TypeA的新型热网RFID巡检终端采集单元的工程化设计；3.研究、开发远程工业控制中人与设备、人与工艺流程信息互动软件；4.基于M2M、RFID_GSM技术的供热管网运行控制工程化设计；物联网技术具有全面感知、可靠传递、智能计算等优点，是自动化应用领域的新兴热点。文中注重阐述了融合M2M技术实现工业现场RF
6、ID数据采集控制器的硬件、软件设计；讨论了人与设备互联、互动的模式；详细论述了远程工业控制中人与设备、人与工艺流程互联、互动软件开发。本课题提出工业运行控制与设备维护技术集成的一种全新思路，可用于电力、石油、化工、环境监测等工业远程控制领域。关键词：物联网；M2M；远程控制；RFID终端；AbstractWith the development of Chinas industrial automation, industrial remote control system completed interconnection and control between the equipment
7、of the business scope and the of production workshop (line). However, the huge production run systems need to maintain. With the expansion of business scale, the reduction of the production line maintenance cost is even more urgent. Production enterprise and scientific research personnel have realiz
8、ed that, only on the basis of the interrelation between equipment and equipment in the existing industrial remote control system, it is to achieve the interrelation and interaction within the equipment maintenance personnel, production scheduling personnel and industrial networks that we can more ef
9、fectively reduce the maintenance cost of a production line, reduce fault time, expand the process management and maintenance space dimension to further improve the process industry automation level and improve the efficiency of the industrial remote control system.This design deeply analyzed the con
10、tent networking core technology and the main character for the problem of failure treatment lag existing in the traditional industrial remote control system, without information exchange between the fault equipment and maintenance workers, and that can not be isolated the fault area, to put forward
11、a new type of industrial remote control system fusing the M2M technology. This paper, with the applications background of the urban heating network operation control, completed the city heating network monitoring and controlling system fusing the M2M technology. This system, with the transport layer
12、 the using mobile communication network and the management layer introducing the M2M logical business management techniques management business management technology M2M logic, Will perceive the recognition layer, the organic integration of network construction layer and service information layer, t
13、o achieve the Information interaction between the equipment and devices, equipment and people. The contents of the paper include:1) A study of the Interrelated and interactive mode between human (equipment, maintenance workers and production scheduling manager) and material (equipment or production
14、process) in the remote industrial control;2) A study of the acquisition unit engineering design of the new heating network RFID data logging terminal based on the ISO14443TypeA using embedded technology;3) A study and development of the information interactive software of human, equipment and proces
15、s in the remote industrial control;4) A engineering design heating pipe network control based on the M2M, RFID_GSM technology;The internet of things technology has many advantages, for example, overall perception of Things technology, reliable delivery, intelligent computing, etc. So that it is a em
16、erging hot spot for automation applications. This paper in focus described the hardware and software design of the industrial field RFID data acquisition controller with the integration of M2M technology; And it discussed the connection and interaction mode between people and equipment, gave a detai
17、led discussion of the software development of the interactive and interrelation within equipment, technological process and human on the remote industrial control. This topic proposed a new thought of the integration of the industrial operation control and maintenance of technology, so that it can b
18、e used for electric power, petroleum, chemical, environmental monitoring and other industrial remote control field.Key Words：Internet of things; M2M; The remote control; RFID terminal;目 录摘要IAbstractII1绪论11.1 课题研究的背景及意义11.1.1 课题的研究背景11.1.2 课题研究的意义21.2 国内外技术现状及发展趋势31.3 物联网对工业远程控制领域的影响41.4 课题研究内容52 物联网
19、及相关技术概述72.1 物联网技术72.1.1 物联网概述72.1.2 物联网组织架构72.2 M2M通讯方式92.3短消息服务（SMS）112.3.1 短消息服务简介112.3.2 SMS的体系结构122.3.3 GSM AT相关指令132.3.4工业控制中采用SMS技术的优缺点132.4 本章小结143 工业远程控制与M2M技术集成方法研究163.1 工业M2M系统架构163.2 融合M2M技术的城市热网监控系统173.2.1 M2M故障报警与处理183.2.2 M2M异地控制183.3.3 M2M巡检管理203.3 本章小结204 RFID数据采集控制器214.1 数据采集与控制单元总体
20、结构214.2 主控制器224.2.1中央处理器224.2.2电源模块设计234.2.3通信接口设计244.2.4主控制器样机244.3 RFID射频模块254.3.1射频芯片264.3.2 MFRC522与主控制器接口274.3.3天线及匹配电路284.3.4射频模块样机314.4 RFID数据采集控制器软件设计324.4.1软件功能概述324.4.2主控制器与上位机通讯命令协议设定344.4.3系统操作命令集364.4.4主控MCU程序374.5 本章小结385 融合M2M技术的城市热网监控系统395.1上位机监控平台软件架构395.1.1系统目标395.1.2系统架构设计395.1.3
21、M2M后台运行程序框架415.2故障报警与故障处理425.2.1故障诊断报警435.2.2 SMS应用网关的实现445.2.3报警短消息用户信息格式设计505.2.4故障短信报警处理流程综述505.3远程维护子系统515.3.1交互指令协议设计515.3.2 SMS控制指令解析535.4基于RFID巡检管理子系统545.4.1系统总体结构545.4.2巡检管理系统功能模块555.5用户界面程序555.4.1平台数据用户信息协议555.4.2监控平台数据库设计575.4.3用户界面585.6 本章小结59结论60参 考 文 献621绪论1.1 课题研究的背景及意义1.1.1 课题的研究背景工业远
22、程控制是指生产调度中心通过有线或无线网络，对远端（位于数公里、数十公里以上处）的各个生产设备或生产流程实施控制。随着世界经济和科学技术的飞速发展，企业规模越来越大，工业远程控制系统的规模、功能和市场需求也逐年大幅增长。目前，工业远程控制系统已发展到集计算机技术、传感技术、自动控制技术、网络技术、通讯技术于一体，完全实现了与生产车间本地控制相媲美的控制效果。网络技术的发展，使一个企业分布在不同地域的、相互关联的子生产车间或监控站，通过工业远程控制系统实现了自动控制和无人值守。现有的工业远程控制系统的一般框架为：采用传感技术感知设备或生产线运行参数；根据实时运行参数，采用各种先进的控制理论生成控制
23、命令；通过计算机网络调整生产运行状态，并将生产运行状态传递到远端的生产调度中心和相关用户。毋庸置疑，现有的工业远程控制系统完成了企业涵盖范围内，所有设备或生产车间（线）的互联与控制。但是，庞大的生产运行系统是需要维护的，随着企业规模的扩大，生产线维护成本的降低愈加迫切，生产企业和科研人员已经意识到，只有在现有工业远程控制系统设备与设备互联的基础上，实现设备维修人员、生产调度人员与工控网络的互联、互动，才能更有效的降低生产线维护成本，降低故障时间，拓展流程管理和维护空间维度，进一步提升流程工业自动控制水平，提高工业远程控制系统运行效率。如何在设备与设备互联的工控网络上实现物与人的互联、互动，使设
24、备维修人员、生产调度人员无论身在何时、何地都能感知生产线的运行状态，并参与管理，实现“在线维护”，是本课题研究的目的。物联网技术是以泛在网络为基础、泛在感知为核心，泛在服务为目的，泛在智能拓展为目标的综合性一体化信息处理技术。物联网实现的是“机器与机器”之间互感、互知、互动的信息交流，即M2M。M2M（Machine-to-Machine，Machine-to-Man）也可理解为通过多种通讯技术，如FieldBuses（CanBus、ModBus、ProfiBus等），Zigbee，GPRS，CDMA，WiFi，TCP/IP等等，连接各种末端设备或子系统，采用M2M Middleware/We
25、b Services/SOA等标准化数据表达技术，将终端设备或子系统汇总到一个统一的管理系统，实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护，进而实现对设备的全局化管理和服务。本课题以工业远程控制为背景，引用物联网技术，在现有工业远程控制系统设备与设备互联的基础上，实现设备维修人员、生产调度人员与工控网络的信息互动。目前，有关这方面的研究成果还未见报到，而企业对远程工业控制与物联网融合技术的迫切需求，已让我们清晰地看到了广阔的市场前景。其重要的学术意义也已经被自动控制领域学者所共识。工业远程控制系统发展至今，已经完成了分布在不同地域的、相互关联的子生产车间或监控站与企业调度中心的信息互联，实现了集中
26、控制即所有设备或子生产车间的互联与控制。如何在设备与设备互联的工控网络上实现物与人的互联、互动，使设备维修人员、生产调度人员无论在何时、何地都能感知生产线的运行状态，并参与管理，是本课题研究的目的。1.1.2 课题研究的意义进入21世纪以来，随着感知识别技术的快速发展，信息从传统的人工生成的单通道模式转变为人工生成和自动生成的双通道模式。以传感器和智能识别终端为代表的信息自动生成设备可以实时准确地开展对物理世界的感知、测量和监控。目前世界上大约有50亿个具有通信能力的微处理器和微控制器。低成本芯片制造使得可联网终端数目激增，而网络技术使得综合利用来自物理世界的信息变为可能。目前，物联网技术下的
27、M2M产品已广泛应用于生产和居民生活。为了保证机器到机器、机器到人之间的正常通信，必须保证能对整个M2M系统的各个环节进行实时监控。当工业现场出现故障时，能准确地判断是哪个环节发送故障，从而第一时间进行设备维护和恢复。物联网技术的引入对工业远程控制系统的意义主要表现在以下三个方面：增强机器设备之间的通信与网络功能。M2M不是简单的数据在机器和机器之间的传输，更重要的是，它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说，即使人们没有实时发出信号，机器也会根据既定程序主动进行通信，并根据所得到的数据智能化地做出选择，对相关设备发出正确的指令。可以说，智能化、交互式成为了M2M有别于其它应用的
28、典型特征，这一特征下的机器也被赋予了更多的“思想”和“智慧”1。实现人与机器设备、人与工艺流程之间的互联与互动。传统的工业远程控制仅仅局限于机器设备之间的通信与互联，而人作为设备维护监控方，其所处的位置一般在监控室或工业现场。人以独立的个体存在工艺流程之外，并没有实现人与设备的信息互联、互动。物联网技术则可以改变这一现状，人不再是独立于被控生产线之外的个体，而是生产线上的一个移动的节点。随时参与生产线、机器设备的信息互动。通过人与机器设备、人与工艺流程的互联、互动，及时隔离事故范围，减小故障损失，间接降低生产成本。当工业现场发生故障报警时，专业维护工人可不在工业现场实现远程故障隔离控制，在时间
29、与空间上提高了工作效率，将工业事故损失降到最低。1.2 国内外技术现状及发展趋势（一）国内现工作基础与计算机、互联网不同，我国在M2M技术研发方面处于世界前列，具有重大的影响力，同美国、英国、德国一起成为国际标准制定的主导国，而且是世界上极少数能实现产业化的国家之一。尽管我国在物联网研究中取得了一些成绩，但还存在一些问题：（1）标准化体系的缺失2，从行业技术来看，目前主要缺乏以下两个方面标准：数据模型的标准化和接口的标准化。标准化体系的建立将成为物联网产业发展的首要条件；（2）IPv4地址不足，制约着物联网的发展；（3）根据物联网的特点，物联网除了面对移动通信网络的传统网络安全问题之外，还存在
30、着一些特殊的安全问题如：a.物联网设备、感知节点的本地安全问题；b. 感知网络的传输与信息安全问题；c. 核心网络的传输与信息安全问题；d. 物联网业务的安全问题。以上问题也是本课题研究要面临的问题。在工业远程控制中使用Internet技术，国内外已日渐成熟，尤其是用于石油化工、城市管网、环境监控、矿产等领域，但工业远程控制与物联网技术融合方面的研究与应用目前还鲜见报道。（二）技术发展趋势目前的远程工业控制系统虽然实现了大型企业子生产线的互联，但还没有维护人员与工艺控制网络的互联，而企业对此需求已非常迫切，它不仅可以提高工作效率，降低生产运行成本，提升自动化水平，而且可将企业运行模式推上一个全
31、新的管理框架。近两年，代表物联网技术先进水平的美、英、日、德等国的物联网技术及相关产品发展迅速，物联网技术已经渗透到人类生活、生产各个领域。物联网发展阶段和趋势见表1.1.将物联网技术引入远程工业控制领域是自动化技术的发展方向。设备智能化、工艺物联化将是未来工业远程控制的发展趋势。最终实现机器与机器、人与机器之间的互联，机器运行信息可以通过无线网络发送到设备维护工程师或生产调度师手机上，也可以发送到互联网等终端设备上，实现信息共享。表1.1 物联网发展阶段和趋势类 别2010年之前2010-2015年2015-2020年2020年后发展趋势单个物体间互联；低功耗、低成本物与物之间联网和传感器联
32、网半智能化无线传感网全智能化传感网标准化RFID安全及隐私标准；无线频带；分布式控制处理协议针对待定产业的标准；交互式协议和交互频率；容错协议网络通信协议标准；智能化集成传感器和系统智能响应行为标准产业化应用RFID在物流、零售、公共交通产业的应用；建立不同系统间交互的框架增强互操作性，分布式控制及分布式数据库，待定融合网络；在恶劣环境和环保、工业、农业中的应用分布式代码执行；全球化应用；自适应系统；分布式存储、分布式处理，物体与移动手机、互联网等网络连接人和物服务网络的融合；产业整合；异质系统间的应用器件更小，更廉价的传感器、标签、主动系统；智能多波段射频天线；高频标签、嵌入式读取终端提高信
33、息容量、感知能力；提高无线传感器网络的传输速率和数据吞吐量，片上集成射频；与其他材料整合提高传输速率；自主智能标签、低功耗集成无线传感器网络芯片更廉价材料；新物理效应。可生物降解器件；纳米处理组件功耗低功耗芯片组，降低功耗改善能量管理，提高电池性能可再生能源，多种能量来源能量捕获，生物降解电池1.3 物联网对工业远程控制领域的影响工业远程控制包含信号采集、数据传输、数据处理、运行控制等环节，而物联网包括全面感知、可靠传递、智慧处理几部分，显然物联网技术与工业远程控制技术是相似的。物联网只是更加强调无线、海量信息（包括物亦包括人）采集、智能计算。而工业远程控制目前只对象物（包括生产线、工业过程或
34、设备），实际上，如上面分析，工业远程控制技术发展至今，已迫切需要将人（设备维护工程师）作为一个子节点涵盖其中，物联网技术的出现，使其成为可能。在物联网的3个关键领域传感器、RFID和M2M(机器对机器)中， 工业自动化厂商至少在传感器和M2M领域有很强的优势。10年前，主要集中在设备领域的针对M2M 之间的通信已经出现。10年间，M2M的概念不仅扩展到机器与人、机器与服务等更宽泛的概念，而且还成为“物联网的主要现实形态”，这也带动了在M2M中大量应用的自动化需求。现在，更多的自动化和智能技术已经从M2M应用的自动化控制扩展到社会生活的方方面面3。在感知层面，工业远程监控领域也积累了上千种的产品
35、和解决方案，包括工业计算机、工业交换机、数据采集器、触摸屏和应用软件等。在物联网时代，最末端的传感器数量众多，收集到的数据也相当庞杂，如果不加分析处理就将这些信息传递到后台，必将对网络层和后台处理系统造成负担。而如果把部分数据分析工作放在前端，就能提高效率。相应地，自动化行业在前端数据处理上积累了不少经验，代表型产品内嵌在工业计算机中的数据采集软件就能够胜任这个“工作”3。物联网是信息通信技术发展的新一轮制高点，正在工业远程控制领域广泛渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。这一过程正在不断发展和完善之中。物联网产业的火爆发展，给工业远程控制领域也带来不可阻挡的发展良
36、机，把握物联网为自动化发展的新机遇，将为自动化行业在十二五期间带来新的飞跃和发展。1.4 课题研究内容为解决工业远程控制系统中存在的故障处理滞后、故障设备与维修工人之间没有信息交流、故障范围不能及时隔离等问题，本文提出融合M2M技术的远程工业过程控制解决方案。该系统集信号检测、移动通信网络与远程控制与一体，该系统具有机器对机器以及机器对人之间互感、互知、互动的特点；实现了故障快速诊断、报警、定位及故障设备与维修工人之间信息交流功能，同时也符合未来工业远程控制节能减排、M2M互动技术发展的趋势。主要研究内容包括：研究远程工业控制中人（设备维护工人和生产调度管理者）与物（设备或生产流程）互联、互动
37、的模式；采用嵌入式技术完成了基于ISO14443TypeA的新型热网RFID巡检终端采集单元的工程化设计；研究、开发远程工业控制中人与设备、人与工艺流程信息互动软件；研究远程工业监控系统与SMS技术集成方法；基于M2M、RFID_GSM技术的供热管网运行控制工程化设计。2 物联网及相关技术概述2.1 物联网技术2.1.1 物联网概述目前，物联网还没有一个精确且公认的定义。这主要归因于：第一，物联网的理论体系还没有完全建立，对其认识还不够深入，还不能透过现象看出本质；第二，由于物联网与互联网、移动通信网、传感网等都有密切关系，不同领域的研究者对物联网思考所基于的出发点各异，短期内还没达成共识。通
38、过与传感网、互联网、移动通信网等相关网络的比较分析，我们认为：物联网实现的是“机器与机器”之间互感、互知、互动的信息交流，即M2M。M2M（Machine-to-Machine，Machine-to-Man）也可理解为通过多种通讯技术，如FieldBuses（CanBus、ModBus、ProfiBus等），Zigbee，GPRS，CDMA，WiFi，TCP/IP等等，连接各种末端设备或子系统，采用M2M Middleware/Web Services/SOA等标准化数据表达技术，将终端设备或子系统汇总到一个统一的管理系统，实现远程监视、自动报警、诊断和维护，进而实现对设备的全局化管理和服务。
39、M2M是将数据从一台终端传送到另一台终端，也就是就是机器与机器(Machine to Machine)的对话。但从广义上M2M可代表机器对机器(Machine to Machine)、人对机器(Man to Machine)、机器对人(Machine toMan)、移动网络对机器(Mobile to Machine)之间的连接与通信，它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。2.1.2 物联网组织架构物联网是一种非常复杂、形式多样的系统技术。根据信息生成、传输、处理和应用的原则，可以把物联网分为4层：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层4。如图2.1所示：图2.1
40、 物联网四层模型1）感知识别层。感知识别是物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带。感知识别层即包括射频识别（RFID）、无线传感器等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工生成信息。另外，作为一种新兴技术，无线传感器网络主要通过各种类型的传感器对物质性质、环境状态、行为模式等信息开展大规模、长期、实时的获取。2）网络构建层。这层的主要作用是把下层（感知识别层）数据接入互联网，供上层服务使用。互联网以及下一代互联网（包含IPv6等技术）是物联网的核心网络，处在边缘的各种无线网络则提供随时随地的网络接入服务。无线广域网包括现有的移动通信网络及其演进技术（包括3G、4G通信技术），
41、提供广阔范围内连续的网络接入服务。无线城域网包括现有的WIMAX技术（802.16系列标准），提供城域范围（约100km）高速数据传输服务。无线局域网包括现在广为流行的WIFI(802.11系列标准)，为一定区域内（家庭、校园、餐厅、机场等）的用户提供网络访问服务。无线个域网络包括蓝牙（802.15.1标准）、ZigBee（802.15.4标准）等通信协议。这类网络的特点是低功耗、低传输速率、短距离，一般用作个人电子产品互联、工业设备控制等领域。各种不同类型的无线网络适用于不同的环境，合力提供 便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。3）管理服务层。在高性能计算和海量存储技术的支持下，管
42、理服务层将大规模数据高效、可靠地组织起来，为上层行业应用提供智能的支撑平台。存储是信息处理第一步。数据库系统以及其后发展起来的各种海量存储技术，包括网络化存储（如数据中心），已广泛应用于IT、金融、电信、自动化等行业。面对海量信息，如何有效地组织和查询数据是核心问题。管理服务层的主要特点是“智慧”。有了丰富翔实的数据，机器学习、数据挖掘、专家系统等手段，管理服务层功能日趋强大。4）综合应用层。互联网最初用来实现计算机之间通信，进而发展到连接以人为主体的用户，现在正在朝物物人互联这一目标前进。伴随着这一进程，网络应用也发生了翻天覆地的变化。从早期的以数据服务为主要特征的文件传输、电子邮件，到以用
43、户为中心的应用。如万维网、电子商务、社交网络等，再发展到物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等。网络应用数量激增，呈现多样化、规模化、行业化等特点。物联网各层之间既相对独立又联系密切。在综合应用层以下，同一层次上的不同技术互为补充，适用于不同环境，构成该层次技术的全套应对策略。而不同层次提供各种技术的配置和组合，根据应用需求，构成完整的解决方案。总而言之，技术的选择应以应用为向导，根据具体的需求和环境，选择合适的感知技术、联网技术和信息处理技术。2.2 M2M通讯方式在物联网技术中，人与设备之间的通讯，实际上是人借助手机、PDA等相关便携设备进行数据通信，即设备与设备通信。人（维护
44、工人和调度管理者）与物（设备或生产流程）的通讯是人与设备完成互动的重要组成部分，它负责在数据采集端与人之间的信息传递，以此方式实现遥测与遥控功能，因此，通讯方式的选择对人与设备最终完成互感、互动起着至关重要的作用。传统工业远程控制系统中，人与物（设备或生产流程）之间的互动模式则是人机操作模式，即监控人员在工控机上操作、维修人员生产现场与设备之间的信息交互。当人脱离工业现场设备时，唯一能实现人与物之间的通讯方式，则是无线通讯网络模式。当设备运行数据需要通过无线网络通信时，目前在工业远程控制中采用的技术主要有：IEEE802.11a/b/g WLAN、Zigbee、RFID和无线移动通信网络（业务
45、类型：GPRS、USSD、SMS）。虽然它们最初为不同的应用目的而设计，但是在人与设备、设备到设备（M2M）的无线通信方面它们各有优势。IEEE802.11a/b/g WLANWLAN 802.11的最初设计目的是在计算机到计算机间取代有线的以太网连接，在M2M应用中特别是工业环境下它取得广泛的应用，它有完备的以太网分层、协议以及网络服务支持。802.11b和g工作在2.4GHz，备选的802.11a工作在5GHz，主要部署在2.4G网络已经有干扰或者网络中有过多无线设备以及可靠性是首要目标的场合。WLAN设备可以工作在对等模式下，但是更常用的是通过无线接入点通信。使用WLAN的缺点是功耗大、
46、成本高、协议开销大、需要接入点。其优点是方便现有WLAN网络，提供高效的数据速率，其包含丰富的网路协议和Web服务，提供多样的安全特性。ZigbeeZigbee也工作在2.4GHz，它的目的主要是解决设备信息互连。它是针对诸如传感器甚至灯开关的小设备的简单无线网络方案，对带宽和功耗的需求都很低。因为它是mesh网络，所以它不需要中心接入点。Zigbee到以太网协议转换器通常用来连接Zigbee网络和基于以太的网络。它的缺点是：所形成的网状网如何适配于现有网络目前还是问题；以及没有完整的规范来保证安全性。其优点是：低数据率保证功耗更低，Mesh网络可以让成百上千的Zigbee设备互连，该网络具有自形成和自愈能力，适合于
