工业无线发展潜力巨大

HSM Networks最新研究表明，工业网络市场继续扩张，预计2024年增长7%。值得注意的是，近年来，无线技术稳步增长，尽管根据报告来看增长速度略有下降。按网络类型划分，无线解决方案仍占总份额的 7%。市场继续推出更多支持工业无线的产品，无线解决方案在工厂环境中的接受度正在上升。典型的用例包括电缆更换应用、无线机器访问以及与移动工业设备的连接。

德国“工业4.0研发白皮书”及“工业4.0实施战略及参考架构”都将无线技术作为工业4.0网络通信技术研究和创新中的重要组成部分。

美国工业互联网联盟IIC重视无线技术在工业中的应用。该联盟专门成立了网络连接组来开展网络技术的研究。

德国工业4.0和美国工业互联网之所以重视无线技术在工业中的应用，是因为无线网络相比于现有的工业有线网络具有明显的优势。

● 可大幅降低网络建设和维护成本。无线网络能够快速部署，无线在现场、车间、厂房等环境铺设线缆及相关保护装置。安装与维护成本降低。

● 提高生产线的灵活性。无线技术实现了现场设备的移动性，依据工业生产及应用需求，实现生产线灵活、快速的重构。

● 实现部署环境的广泛性。由于无线技术突破线缆部署限制，具有mesh、星型等多种网络架构，可实现多种工业场景下的快速部署。

工业网络涉及的无线技术

依据无线通信距离，可将无线通信技术分为短距离无线通信技术和广域网络通信技术：

● 短距离无线通信技术：包括WLAN、蓝牙（Bluetooth）、ZigBee以及RFID等传统短距离通信技术和以WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA等为代表的面向工业应用的专用短距离通信技术。

● 广域网络通信技术：包括2G/3G/4G/5G蜂窝技术及LPWA技术，NB-IOT和eMTC为授权频谱技术，LoRa和SigFox为非授权频谱技术。

无线技术特点

无线网络在工业中应用，需要根据其应用环节，以及承载的业务不同，进行不同程度的优化设计。依据无线通信速度，也可将无线通信分为高速通信和低速通信，典型无线技术的应用场景如表所示。

无线网络发展趋势将以叠加为主、融合为辅

工业控制系统自成体系，并以稳定可靠为第一准则，因此工业企业对其改动都非常谨慎小心。而工业制造及工业服务等企业等对生产设备、环境、生产工具等数据的需求又很迫切，加之有线部署成本过高且难度较大，因此纷纷采用叠加方式来部署无线网络。

叠加方式是指在现有工厂网络之外建设无线网络，用于采集设备及产品信息，并进行非实时性及部分场景实时的设备控制。也有些企业在尝试采用融合方式来部署无线网络，即用无线网络逐步取代部分现有的工业控制网终(如现场总线和以大网)，实现信息采集和控制的无线化。