常见组网技术-新一代信息技术

1.现场总线技术

1）现场总线概述

现场总线技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。

图3.12所示为传统控制系统接线方式和现场总线系统接线方式的比较。

图3.12　传统控制系统接线方式和现场总线系统接线方式的比较

2）现场总线的特点

现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替传统的并行信号传输和连接方式。

3）现场总线的应用领域

现场总线控制系统分为不同的层次，图3.13简明地表示出控制系统的金字塔结构。

图3.13　现场总线控制系统的金字塔结构

对应不同的系统层次，现场总线有着不同的应用范围。图3.14列举了几种主要现场总线的应用范围。

图3.14　现场总线的应用范围

2.Wi-Fi技术

1）Wi-Fi概述

Wi-Fi全称Wireless Fidelity，又称802.11b标准，它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11 Mb/s。

2）Wi-Fi无线网络结构

Wi-Fi无线网络的拓扑结构主要有两种：Ad-Hoc和Infrastructure。

Ad-Hoc是一种对等的网络结构，各计算机只需接上相应的无线网卡，或者具有Wi-Fi模块的手机等便携终端，即可实现相互连接和资源共享，无须中间作用的“Access Point”（AP，接入点）。此种网络结构如图3.15所示。

图3.15　Ad-Hoc拓扑结构

Infrastructure是一种整合有线与无线局域网络架构的应用模式，通过此种网络结构，同样可实现网络资源的共享，此应用需通过AP。此种网络的拓扑结构如图3.16所示。

图3.16　Infrastructure拓扑结构

3）Wi-Fi优点

Wi-Fi技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。

4）Wi-Fi的应用

在通信行业的激烈竞争中，宽带接入是各运营商竞争的焦点。

3.蓝牙技术

1）蓝牙技术概述

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般为10 m内）的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、便携式计算机、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。

图3.17所示为蓝牙标志与蓝牙耳机。

图3.17　蓝牙标志与蓝牙耳机

2）蓝牙技术的系统参数和技术指标

蓝牙技术产品采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频的传输。

蓝牙的系统参数与技术指标如表3.6所示。

表3.6　蓝牙的系统参数与技术指标

(www.xing528.com)

3）蓝牙技术的特点

蓝牙技术提供了低成本、近距离的无线通信，构成固定与移动设备通信环境中的个人网络，使得近距离内的各种设备能够实现无缝资源共享。图3.18所示为蓝牙模块。

图3.18　蓝牙模块

4）蓝牙技术的应用

蓝牙SIG（蓝牙技术联盟）定义了几种基本的应用模型，主要包括文件传输、Internet网桥、局域网接入、三合一电话和终端耳机等。

4.GPS技术

1）GPS概述

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。

2）GPS的组成

全球定位系统由GPS空间卫星部分、GPS地面监控部分和用户设备部分（GPS接收机）三大部分组成，如图3.19所示。

图3.19　全球定位系统示意图

3）GPS的特点

全球定位系统的主要特点如下。

（1）定位精度高。

（2）观测时间短。

（3）应用广泛。

4）GPS的应用

GPS在导航、跟踪、精确测量方面都有很广泛的应用。

图3.20所示即为GPS导航装置。

图3.20　GPS导航装置

5）GPS的前景

由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，因此作为先进的测量手段和新的生产力，它已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个领域。

5.PLC技术

1）PLC概述

电力线通信（Power Line Communication）技术简称PLC，是指利用电力线传输数据和语音信号的一种通信方式。

图3.21为典型的PLC系统应用示意图。

图3.21　典型的PLC系统应用示意图

2）PLC的关键技术

目前国际上高速电力线通信采用的调制技术主要有扩展频谱类和OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）调制技术。

3）PLC的特点

电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得多，如图3.22所示。

图3.22　水平排列电力线通道的杂音波形

4）PLC的发展展望

传统的PLC主要利用高压输电线路作为高频信号的传输通道，仅仅局限于传输话音、远动控制信号等，应用范围窄，传输速率较低，不能满足宽带化发展的要求。