無線局域網在工程機械遠程控制中的應用

摘要：計算機網絡技術在局部范圍內的應用，解決了工程機械在惡劣環境下的控制難題。本篇文章通過無線局域網的簡析，重點闡述了無線局域網在工程機械控制上的應用狀況。

關鍵詞：無線局域網；工程機械；應用研究

隨著業務量的加大，企業對機械設備的效率提出了很高的要求。但是在港口、高空等惡劣環境下，如果片面的追求機械的工作效率，就會影響到員工的生命安全。無線局域網的應運而生，很好的解決了這一難點，將惡劣環境與工作環境隔離開來，不僅方便了員工對機械的操作，也大大降低了工作風險。

1.無線局域網的介紹

中國市場上的無線局域網絡種類比較多，由于性能的不同，其應用的群體有一定的差異性。常見的無線局域網種類主要有WLAN、LMDS、MMDS等。無線局域網是通過無線電波進行傳播的，傳播的范圍比較受限。因此，無線局域網目前只是應用在少數的領域之中，想要得到進一步的發展只能靠技術的進步才能實現。

LMDS技術是一種綜合性的網絡系統，它是通過多點分布的方式開展工作的，工作頻率較高，由于能夠接入寬帶，所以在使用過程中能夠將音頻、視頻、圖像等因素納入到控制系統之中[1]。這種技術受外在環境的影響較大，例如在雨水天氣下，信息傳輸的范圍就會降低。

WLAN技術在無線技術方面的發展相對比較成熟了，其技術系統不僅在機械控制上有著廣泛的應用，在手機通信的普及上也很強勢。但是由于其射頻技術存在著一定的缺陷，限制了它的使用范圍。

2.無線局域網在工程機械中的應用

無線局域網的應用，使局部范圍內的機械遠程控制變得可能。員工不再需要置身于危險惡劣的操作環境之中，就能實現對機械的有效操作。但是，由于無線局域網在機械控制領域的發展還不是很純熟，控制仍然存在很多的難點問題，特別是無線電波無法涉及的區域，都會使無線控制受到影響。

3.無線局域網在港口機械控制中的應用

受港口環境的制約，工程機械經常需要暴露在露天的環境下進行輸送作業。特別是受海洋的影響，天氣變化比較頻繁，大風、暴雨、雷電以及腐蝕等因素都為機械的正常使用帶來的很大的困難。絕緣體的腐蝕脫落、電磁設備的干擾讓設備運行的穩定性大打折扣，經常性的維護工作，降低了工作效率的同時，也減少了設備的使用年限。無線局域網的使用，簡化了設備的結構零件，設備的運行不再受電纜磨損、電磁等因素的影響，只需要通過遠程的遙控按鍵，就可以將設備置于人工控制下，與傳統的操作技術相比，高下立見。

不過無線局域網在港口機械的監控中也存在著一定的局限性。想要將無線局域網應用到設備控制中，就需要建立相應的信號發射體，也就是港口的基站點。基站點的設置對地點有著較高的要求，首先需要確定基站大體位置，然后對該位置的相關數據進行勘察，勘察的主要內容有地形是否開闊、電磁發射是否受其他因素的影響、天線該如何安裝、天氣等自然環境能否符合要求、電源供應是否方便等，如果基站點的選擇不能達到信號傳輸的要求，無線控制就會存在盲點，特別是對于大型港口來說，影響的范圍和程度將被放大。基站點選擇完成之后就需要為設備的監控設置一個獨立的頻道，頻道的設置與無線電臺有些相似，每個設備都會有一個自己的信號，信號不能被其他因素影響。由于無線局域網是以網絡為基準的[2]。因此，工作人員需要定期對局域網進行維護，繁雜的使用程序也為企業帶來了額外的成本。

通過無線通信技術與局域網的結合，很好的解決了上述的難題。無線局域網對設備的遠程控制不再需要設立基站，真正實現了無線控制。獨立頻道的舍棄，使信號傳送不再受其他信號的影響，提高了設備控制的穩定性。隨著無線局域網技術的進一步發展，傳送數據的容量相較于之前會得到更大程度上的提高，在一些無線信號覆蓋較弱甚至是沒有無線線號的區域，通過安裝無線設備，也可以實現對信號的有效傳輸，機械控制不再有盲區。

4.無線局域網在軍用工程中的應用

伴隨著軍事行動理念的轉變，技術化、高效化的作戰思想開始深入到軍工工程之中。無線局域網憑借著靈活方便、可移動性強、傳送量大的優勢，迅速打入到軍工機械的控制系統之內，特別是應對軍工工程中的野戰演習作用十分明顯。通過無線局域網在雷達、無人機、制導、反導等設備上的應用來看，無線局域網已經深入到了軍工機械中的控制系統中，并且隨著時間和技術的發展，無線網將成為軍工機械控制的主流。

無線局域網之所以能夠適用于軍工機械主要有以下幾個優點：第一，基礎設備架設流程簡單，架設速度較快。在未來的戰場上，時間就是生命，一分一秒的偏差都會決定一場戰爭的成敗。能否迅速的做到機械安裝，能否第一時間內將指揮作戰的信息傳到各個部隊都是至關重要的。第二，無線局域網對環境有著良好的適應能力。無論是地形、天氣還是叢林等惡劣的作戰環境，只要保證無線設備的正常，就可以隨時將整個戰場納入到作戰系統的控制之下。第三，抗干擾程度較高。隨著信息技術的發展，未來戰場將會圍繞著信息展開，切斷對方的信息傳輸渠道，保證己方的電磁環境不受干擾，直接影響到作戰系統的穩定性程度。最后，無線局域網有著很好的信息保護能力，數據和信息的保密程度是指揮系統的關鍵。

無線局域網在軍工機械控制中也有著缺陷，如果不能對缺陷做有效的控制，就很容易被利用。針對無線局域網的攻擊手段主要有三種，用戶接入攻擊、接入點攻擊以及數據攻擊，敵軍在開展攻擊之前，首先需要對信息環境進行檢測，發現我軍的無線作戰信號后，就會對薄弱的信號點進行攻擊，使我軍的機械控制陷入癱瘓。軍工網絡相較于民用網絡性能較好，很多軍人通過無線網的切入，對網站進行訪問，造成軍用網絡的無序性，為無線局域網的正常運行留下了很大的隱患。敵軍對數據的攻擊通常是通過竊聽的方式實現的，少數情況下，可以直接破解防護裝置的程序，對數據進行盜竊。想要彌補無線局域網在軍工機械控制上的缺陷，就需要規范軍用無線網絡的使用秩序，對訪問者的身份進行認證，不斷的完善外在的防護裝置，從而實現對無線局域網的保護。

5.無線局域網在塔吊控制系統中的應用

無線局域網在塔吊控制中的應用主要是通過微功率通信技術實現的，工作的原理主要是單片的射頻和芯片的收發。我國在塔吊的無線電控制技術研究上較之于西方國家還是有很大的差距，傳統的室內控制系統，很難做到對機械的精準控制。目前，建筑上采用無線控制系統主要是基于MSP430的控制器以及nRF905收發裝置進行研發的，雖然這種技術相對于國外的先進科技有著不小的差距，但是依靠著強有力的抗干擾能力，坐穩著我國塔吊無線系統的控制領域[3]。

無線局域網對塔吊的控制有兩個關鍵的技術點，一個是信號的發射點，另一個是信號的接收點。發射器采用的是nRF905設備，工作電壓較小，大約在2V-4V左右，包含三個信號輸送的頻道，信號傳送的頻率不同可以滿足不同環境下設備對信號的要求。該設備能夠對機械周圍的信號頻率進行合成，對接收來的信號的調整，增加設備的運行功率，與傳統的發射系統相比，不再需要冗雜的配套設備，安裝起來更加方便快捷，再加上工作時受電力條件的影響較小，在保證了遙控系統穩定性的同時，也實現了節能的功效。

由于電磁信號的影響，遙控系統在使用過程中經常會出現不動作或者誤動作的情況，不僅影響了工作的正常展開，還會為員工的正常工作埋下很大的安全隱患。為了解決這一問題，新型的遙控系統采用了編碼的技術，繼電器的每一個動作都會被編寫一個數字編碼，很好的將不同的工作隔離開來，減少了局部錯誤對整體的影響，從而保證了塔吊運行的安全性。

結束語：

無線局域網遠程機械控制技術在很多領域都得到了廣泛的應用，筆者只是對目前應用比較典型的三個地方進行了詳細的闡述。不難看出，遠程遙控技術適應了網絡的發展，將成為未來機械控制的主流，做好局域網遠程控制技術的研究，對未來機械領域的發展具有重要的意義。

參考文獻：

[1]俞召峰.無線局域網在工程機械遠程控制中的應用研究[J].同濟大學機械工程.2012（03）

[2]吳勇.淺談無線局域網在工程機械上的應用[J].河南日報報業集團.2013（08）

[3]鄭夕健.無線通信技術在工程機械上的應用[J].沈陽建筑大學.2011（12）

作者簡介：

彭君祿（1971.12-）女，漢族，講師，大學本科學歷，湖北工業大學，研究方向：控制工程