工业无线传感网络的发展与未来

未来几年，信息技术在工业领域的全面应用将会促进工业传感器市场规模的迅速增长。"中国制造2025"的提出会促进企业全面智能化改造，加快产品更新换代，提高产品技术含量，逐渐缩短国内与国际先进水平的差距，在生产设备、工业环境和流程管理等部分中融入传感器、微处理器、PLC和数字通信接口等现代信息技术，提高产品的数字化、智能化和网络化的程度，进而提高产品的技术含量和附加价值，最终实现我国制造企业竞争力的提高以及整体工业水平的提高。由此可见，传感器在工业领域将会有广阔的应用前景。

然而，传统的传感器在工业领域依旧存在着一些局限性：与总线相连的传感器代价昂贵，传感器组网的开销成本巨大；在人力难以靠近的危险区域布线困难；不同类型的传感器和控制系统的软硬件之间协议不兼容。

在此背景下，随着无线传感器网络技术的发展与成熟，无线传感器网络产品开始凭借自身独特的优势，开始逐步替代传统有线传感器产品，并渗入到工业领域的各个环节，成为市场上的新兴热点。无线传感器与传统有线传感器相比存在，其优势主要体现在以下几个方面：

1、无线传感器具有较高的灵活性，适用于有移动需求但不方便布线的情况，如起重机、移动装瓶设备、交通行业、自动引导车辆系统和单轨输送机等。

2、无线传感器具有较高的可靠性。无线传感器可以避免运动带来的损伤，如长拖链所带来的导线弯折、旋转运动导致电缆线的扭曲折断等。同时，排除了有线网络中由连接器引起的故障因素。

3、无线传感器具有较高的安全性。随着技术的发展和新威胁的不断出现，安全维护的升级能力是必不可少的。新的加密策略和隐蔽的数据传送预示着无线的安全级别将超过有线系统。另外在一些危险的极端环境，如不方便布线的爆破场合，无线传感器可以保障人员安全。

4、无线传感器可以大幅度减少人员工作量。受桥梁、河流、山川等地势影响，在线缆无法任意搭建的地方，无线传感器可以减小人力成本和工程周期。故障出现时，无线传感器检修点较为集中，可以消除以往沿线巡查的繁琐事务。

5、无线传感器成本低廉。无线传感器相对于有线传感器安装、维护、故障诊断和升级配线费用具有明显的成本优势。

如今，现代化工业生产向着大型、快速、高效、低耗和环保的方向发展。随着信息技术的发展，生产的智能化和业务流程的智能化是整体智能化的前提，企业纷纷开始实施生产线的改造以及IT设备的升级改造来实现企业内部的互联网化，最终实现新一代信息技术与制造业深度融合，形成新的生产方式、产业形态和商业模式。无线传感器凭借其灵活、安全、可靠、便捷以及低成本优势，将在未来企业智能化生产中发挥特殊的作用。

三、工业无线传感器网络产品发展现状及趋势

工业无线传感器网络产品为系统级产品，即包括现场无线传感器、数据转发网关和监控主机等在内的整体解决方案。因具有成本低、范围大、布设灵活、移动支持等特点，工业无线传感器网络产品在力学参数检测、工业监控、智能电力、矿山安全、医疗健康、环境监测等行业的应用一直广受重视；与此同时，工业无线传感器网络产品也面临着延长节点工作时间、增加通信距离、小型化、标准化等技术挑战和寻找应用场景等市场挑战。

随着工业无线传感器网络技术的不断成熟，以及市场需求的不断提升，工业无线传感器网络产品对传统工业传感器替代效果不断提升。2015年，我国工业无线传感器网络产品在工业传感器市场中的占比约为4.9%，规模达到7.8亿元。到2020年，我国工业无线传感器网络产品在工业传感器市场中的占比将达到为11.7%，市场规模预计达到36亿元，年复合增长率高达35.8%，市场前景广阔。

从有线网络到无线网络的变化将加速无线传感器网络的成长，透过无线传感器网络可接触到比有线网路更广泛、更弹性化以及可扩展的多元应用。随着近几年无线传感器网络技术的飞速发展，越来越多的无线传感器网络产品开始投入使用。目前无线传感器网络产品主要用于检测和监测两部分市场。

无线传感器网络产品在检测市场主要应用于国防研究、高校、专业科研及检测机构和大型装备制造几个领域。在这几个检测领域中，无线传感器网络产品相对于有线产品具有成本低，灵活性高和应用情景广等显著特点，无线替代有线的发展趋势已逐步显现。国防产品需要进行大量的试验和测试以确保产品的精确性和稳定性，因此对测试国防产品的传感器提出了高可靠性的要求。近几年，国家开始实施越来越多的国防重大工程，并致力于逐步实现自主可控，再加上更换频率高