无线技术已经成为许多流程工厂不可或缺的组成部分，它们带来了诸多优势。制造业对无线技术的接受程度持续提升，在越来越多的项目中获得应用。

十年前，无线网络就开始涉足过程工业。工厂设施采用无线网络的原因众多，但通常可以归结为两大类：被动和主动。被动原因主要是为了解决已饱和且无法进一步扩展有线基础设施的问题，或者在电缆难以到达的地方；而主动原因则是利用无线网络快速扩展仪表和通信功能区域，无需高昂成本、长时间安装以及不需要停机维护传统有线仪器所需的停机时间。

最终目标始终是提高生产率和员工效率。在面临经验丰富技术人员减少、劳动力总量减少趋势下，传统制造企业急需提高效率，以确保其在行业内竞争力并保持盈利能力。

今天，无线网络协议已经能够满足制造业对工业通讯提出的严苛要求：可靠性、数据安全性、高确定性的通讯以及控制功耗。Wi-Fi和现场网络都是人们熟知的无线连接方式，其中Wi-Fi广泛用于家庭、办公室甚至工业环境，而现场网络（WPN）则专门针对工业用途设计（图1）。

图1：WPN通常由支持多种类型网络的无线以太网构成。本文图片来源：艾默生

Wi-Fi在移动工作者应用程序、远程视频监控系统等方面发挥着重要作用。在考虑WPN时，应注意的是，典型过程工厂环境并不如家庭或办公室那样有利于通讯，因此需要更高接入点密度，尤其是在噪声源附近。

除了IT团队，大多数情况下部署WPN还涉及工程师，他们习惯于办公室环境，对可能出现的问题了解不足。在设计WPN时，最好聘请具有工业自动化经验，并能理解在工厂设施中安装Wi-Fi设计要求的人才供应商。

除了Wi-Fi，还有一些替代方案，如长期演进（LTE）和无缝互操作微波接入（WiMax）。这些标准提供了处理覆盖距离、带宽需求、大规模移动性以及不同类型用户支持的手段。不过，不同情景下的选择需要谨慎考量，即使LTE和WiMax适合许多场景，但它们并不适合所有过程仪表应用。

蓝牙及其低功耗版本也适用于工业环境中的短距离连接，比如将笔记本电脑与可编程逻辑设备连接，使得配置与维护不再依赖物理电缆。此外，一些商业协议，如ISA100.11a-用于工业自动化的无線系统：过程控制和相关应用，以及WirelessHART，都制定了特定的标准，为用户提供了稳定可靠且安全的通信解决方案。

WirelessHART作为一个开放式可互操作标准，其第一批产品发布于2007年，是为流行工業應用的实时数据传输而设计的一种有效方法。这一标准通过使用网状结构，每个设备都能充当中继节点，为信号提供多条路径以增强信号质量或延伸覆盖范围（图2）。

图2：WirelessHART中的每个设备都可以作为中继器，将信号转发至其他设备或网关。

由于它是专门为工業應用設計，因此任何认证过的地球级别地理位置测量单元都可以相互兼容。此外，该协议优先考虑节能，以便运作超过10年的电池寿命，这对于远离供电站的情况非常重要。

另一方面，ISA100.11a是一个国际标准，由国际自动化学会(ISA)制定，是一个更加全面且灵活的一个系列规范，其成员包括更多不同的無線技術與應用，並涵蓋更广泛範圍內之無線傳輸需求。但尽管如此，它們對於一些專門的情況來說並不是最佳選擇，因為這取決於實際情況是否允許這樣做，這取決於實際情況是否允許這樣做。

随着智能城市概念日益兴起，一些低功率广域网也逐渐得到采纳，这些技术最初用于超大区域内超低带宽通信，如供水公司或供气公司使用智能计量器这样的设备，因为它们只需要发送一次更新数据。但由于它们仅仅实现极低带宽并拥有较慢更新频率，所以这类系统并不适合绝大部分工业监控任务。

最后，在没有任何其他选择的情况下，有时候仍然必须使用这些旧有的技术，因为他们已经存在，并且有些地方还未完全弃用。但随着现代化项目不断推进，我们预见未来几十年里，这些老旧技术将逐渐退役，让出位给更加先进、高效，以及易于管理与维护的事物。而对于那些坚持使用现存硬件的人来说，他们应该准备好迎接即将到来的挑战，因为他们很快就会发现自己落后了很多步伐。如果你是一名工程师，那么现在就是改变你的心态并开始计划升级的时候——不要让历史重复自己！