无线局域网在工业控制中的应用和研究

论文摘要

在工业自动化控制系统中,若采用了以太网技术、现场总线技术,可以实现系统的网络化,提高系统的开放性和性能。然而,这些控制网络一般都是基于有线的网络。虽然,有线网络高速稳定,满足了大部分工业环境组网的需求,但有线网络只能沿着一维的线路传输数据,传输数据就需要通信介质,从而带来了规划布线,预设接口,线路检测,线路扩容等一系列跟传输途径相关的工作,这些工作不可避免地带来破坏建筑,浪费接口,检修困难,扩展困难的问题。无线通信技术能够在恶劣的工业环境下,向三维空间传输数据,中间并不需要传输介质,只要在组网区域内安装接入点设备,就可以建立局域网,为各种各样的现场智能设备、移动机器人以及各种各样的自动化设备之间的通信提供灵活的网络拓扑结构和高带宽的无线数据链路。移动终端安装了无线网卡就可以在接收范围内自由接入网络。因此,无线通信技术在一些特殊的环境之下有效地弥补了有线网络的不足,进一步完善了工业自动化控制网络的通信性能。本文首先阐述了无线局域网的基础技术和介绍了有线工业以太网技术,通过研究无线通信系统中的传输方式、拓扑结构和网络标准,保密性等关键技术,建立了适合工业控制的无线通信系统模型,阐述了该模型的实现方法,根据该模型,为锅炉汽轮机成套发电设备设计无线局域网通信系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义和现状
• 1.3 无线通讯技术的优势
• 1.4 发展方向
• 第二章 无线局域网技术和工业以太网技术的介绍
• 2.1 无线局域网的体系结构
• 2.2 无线局域网的拓扑结构
• 2.2.1 BSS 和IBSS
• 2.2.2 ESS
• 2.3 MAC 子层
• 2.3.1 分布式协调功能（DCF）
• 2.3.2 点协调功能（PCF）
• 2.3.3 CSMA/CA
• 2.4 物理层
• 2.4.1 FHSS 技术
• 2.4.2 DSSS 技术
• 2.4.3 红外线传输技术
• 2.5 工业以太网络的构成
• 2.6 工业以太网重要性能
• 2.7 工业网络与传统办公室网络的比较
• 2.8 工业以太网的关键技术
• 第三章 锅炉汽轮机成套发电系统的控制原理
• 3.1 系统概述
• 3.2 系统控制原理和技术特点
• 3.3 系统通信网络描述
• 3.4 系统各部分技术描述
• 第四章 无线局域网技术在控制系统的实现
• 4.1 直接序列扩频和跳频技术比较
• 4.2 无线网络拓扑结构
• 4.3 无线局域网网络标准
• 4.4 无线局域网的安全问题
• 4.4.1 WEP
• 4.4.2 WPA
• 4.4.3 WPA2
• 4.5 无线通信模型的建立
• 4.5.1 一般通信系统模型的构成
• 4.5.2 建立无线通信系统模型
• 第五章 控制系统的无线网络设计
• 5.1 整体网络系统的构建
• 5.2 无线网络设计
• 5.3 接入点（AP）Scalance W788 的一些组态界面
• 第六章 系统平台测试
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附件