在工业自动化的奇妙世界里，现场总线技术就像一位忠实的伙伴，它们用自己的力量，让机器与机器之间能够自由交流，无需等待5G的到来。今天，我们要讲述的是它们如何设计和管理这座连接着每一个角落、每一台设备的大师级网络。

无线网络是许多过程工厂的重要组成部分，它具有诸多优势。制造业对无线网络的接受程度正在持续增加，在越来越多的工程中获得应用。在10多年前，无线网络就已经成为过程工业的一部分。工厂设施采用无线网络的原因有很多，但通常可以归结为以下两类：被动使用，如饱和或无法继续增加线缆基础设施，或电缆难以到达的地方；主动使用，如快速扩展仪表和通信功能区域，不需要较高成本、较长安装时间，也不需要有线仪器所需停机时间。

最终目标是提高生产率和员工效率。传统制造企业面临着技术人员减少且工人总数减少的趋势，急需提高效率以确保其在行业内竞争力和持续盈利能力。当今的无线网络协议，可以满足制造业对工业通讯提出的苛刻要求：可靠通讯、高安全数据传输、确定性通讯、高控制功耗。

Wi-Fi和现场网都是人们熟悉的话题，大多数人想到的是将计算机、电话、平板电脑及设备连接到办公室或家庭中的无线以太网（Wi-Fi）。虽然Wi-Fi适用于各种应用，但它对于电池需要使用数年的测量设备来说是不切实际。尽管如此，无处不在的Wi-Fi设备及其提供高带宽，使其适用于广泛应用。

WirelessHART作为开放式可互操作标准，用以满足流程工业对于实时工厂应用中可靠稳定安全通信需求。在2007年发布第一批WirelessHART现场设备后，这个标准因其网状结构而受到欢迎，每个设备都能充当仪表转发器，为信号提供多条路径接入或通过网关。这使得任何认证过经由FieldComm集团专门为工业应用设计的人造物都能相互交互，并优化了带宽利用与安全性。此外，由于通常由电池供电，该协议旨在最大限度降低功耗，以实现长达10年的电池寿命。

ISA100.11a标准则是在2009年完成的一个项目，专门用于无线仪表。这是一个更广泛覆盖范围但也更加复杂的一种方法，其用户需要确定它们之间交互方式。这导致了比WirelessHART更强烈依赖于自组织型网络，并且更多地依赖于额外管理层次。此外，ISA100.11a还允许通过配置变换为运行在网状模式下，从而提升信号可靠性，但这会缩短电池寿命。

除了这些主要标准之外，还有一些低功率广域网获得了一些成功，比如超大区域内超低带宽通信。但由于只具备极低带宽并且更新周期缓慢，因此并不适合大部分工业监控应用。在某些情况下，一些这种类型的手持式移动工作人员应用程序也非常受欢迎，因为它们可以让操作员访问控制系统数据并改善事故响应速度，同时摄像头监控系统增强了安全性与经济收益。

从市场上看，WirelessHART正逐步成为主导者。大型用户已开始安装该技术，而其他先进技术正在探索新领域，如资产状态监测以及支持决策制定的能力随着终端成本降低，将逐步增强。而我们期待未来的发展，将进一步展示现场总线技术如何帮助我们构建出一个更加智能、高效又灵活性的未来世界。