工業無線網絡WIA的技術解析

另外，盡管低頻技術對某些特定環境有出眾的表現(如某個較低頻率的技術應用于遍布水管的工廠時)，但同可提高鏈路預算和RF捷變能力的頻率較高的技術相比，仍相形見絀。

簡單性

理想地，工業領域的無線系統應能夠完成與有線系統相同的功能，且要能簡單地加以實現。我們應該從兩個不同的角度來考慮簡單性問題：其一是從設計終端產品以替代有線產品的工程師的角度;其二是從安裝和使用這些產品的用戶的角度。

從工程師的角度，可以把簡單性定義為設計、開發和實現無線系統的容易程度。在這一點上，簡單性涉及所包含的元件易用性、有哪些可用于設計和開發的輔助工具、以及是否有經認證的元件以消除或減小令人畏懼的當地無線認證過程。靈活的可編程技術可使工程師最大限度地調整所設計的系統，提高無線系統的易用性。

然而，靈活性和可編程能力通常會增加復雜性;因而，開發環境和工具(包括硬件工具和軟件工具)必須便于使用和理解。包含開發和評估套件的工具可幫助全面地評估和理解硬件及軟件。理想地，工程師應獲得完整的無線協議棧及應用示例庫、幫助文檔和實例代碼以便加快學習進程。

從用戶的角度來說，簡單性涉及在目標環境中安置和激活無線設備的簡便性及對相關業務流程的影響。例如，系統可靠性和傳輸范圍影響無線技術的試運行故障率。存在試運行故障的系統將最終要通過現場考察來確定最優的位置和通信路徑。

另外，適應業務流程的技術可以使用戶迅速地把該技術帶來的好處整合到日常操作中。這些技術包括用于監視和遙控無線執行器的可編程的靈活性接口及其對自動響應系統的支持邏輯。這些接口通常被稱為儀表盤(dashboard)，可以方便地把無線網絡的狀態信息整合到現有的報告和分析過程中。

總的來說，無線系統最終須變得與有線系統同樣易于管理和使用。從工程師和用戶角度對系統做出定性的評價有助于理解和實現這個目標。

功效

功效是對無線系統功耗水平的一種度量。衡量無線方案優劣的較為傳統的方式是測量系統所用元件的功耗，但這并不是問題的全部。例如，一個大部分時間處在最低功耗狀態(睡眠模式)的高可靠性系統通常將比只在收發狀態功耗低但不太可靠的系統功效更高，因為這些不太可靠的系統處在睡眠模式的時間較少，而更多時間處在高功耗的轉發模式。因而，可靠性是衡量系統實際功效的一個重要指標。

除可靠性之外，主動電源管理(動態地控制輸出功率)等系統行為也可以降低功耗和提高功效。一直致力于把輸出功率降低到通信所必需使用的最低水平的系統將不僅是可靠的而且是高功效的。這種意義的功效，盡管對無線電技術而言并不是新概念，但從保證系統切實減小系統功耗方面，卻是一個新概念。

傳輸范圍

傳輸范圍是無線電信號可以傳輸且被接收器可靠編譯成數據的距離。考慮到工業領域不斷改變且不利于RF傳輸的環境，在確定什么技術可以得到最佳傳輸范圍時，最重要的指標是鏈路預算和可靠性。

無線系統也可以通過片上和非片上功率放大器來提高其鏈路預算。如果實現過程中使用上述功率放大器，高度可靠系統的傳輸范圍會更大。另需指出，高功效系統只在絕對必要時才使用這些導致功耗增大的放大器。

其它擴展無線系統傳輸范圍的方法包括使用中繼器、路由器和對等通信等技術。由于在延遲和通信路徑方面存在較大的不確定性，這些基于無線協議的技術增加了復雜性，提高了功耗并降低了可靠性。

因而，保持所有指標不變而提高傳輸范圍的最佳方式是提高可靠性或用功率放大器進一步提升信號的幅度，但這受到當地頻率使用條例的限制。

成本

由于無線系統涉及眾多指標，對某個特定的操作環境，最低成本并不總是最優的。相反，我們關注的應該是整個系統的成本。例如，如果由于可靠性低而使用了高成本的權宜方案(如由于鏈路預算低而增加功率放大器的數量、使用有線后援系統等)，那么，在評價無線系統時，也需把這些成本包含進來。

另外，如果系統可以完成更多的功能和從總體上給系統帶來進一步的好處，也應該把這些新能力的價值考慮進來——實際上，應從該系統的總成本中減去這個價值。

假定所有其它指標不變，降低無線系統成本的一種技術方式是提高系統對用戶的價值或降低系統的實際獲取成本。元件成本通常需要由開發商和供應商協商解決，但某些應用系統可能對性能(閃存、RAM、處理能力等)的要求相對較低，因而可降低元件的成本。

例如，同簡單的星形聯網協議相比，復雜的網格聯網協議通常需要更多的閃存，因為網格網絡需要在整個網絡中為通信分配路由，星形網絡則是簡單的點到點協議，只有集線器真正需要某種水平的路由功能。這個比較是在其它指標不變的條件下進行的。如果網格型方案比星型方案更為可靠或反之，這就不是一個合理的比較。

可靠性、簡單性、功效、傳輸范圍和成本是比較、評估和選擇工業無線技術的五個最重要的指標。每個指標都以獨特的視角展示了某個技術的優點。為確保針對給定應用選出了最合適的無線技術，在比較不同技術的優缺點時，須對這些指標逐一進行考察。