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通訊標準多元 M2M應用視需求選擇
[SmartAuto 王明德 報導]   2017年12月11日 星期一 瀏覽人次: [3825]

機器與機器(M2M)之間的通訊,在工業電腦領域早已不是新應用,發展已久的工業通訊,處理的就是機器之間的訊息交換,隨著工業4.0概念的漸落實,M2M的通訊方式將再次進化,過去單純的上下層系統訊息傳輸,未來將延伸出同層級設備的橫向訊息交換,再加上AI軟體導入,製造系統將可透過訊息的交流掌握彼此生產狀況,若某方故障將可即時救援,讓製程保持在運作狀態。

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工廠設備多為固定設備,加上直接與生產過程相關,因此穩定是工業通訊的第一考量,目前工廠機台設備的線路型態以有線為主,相較於無線技術的方便、低成本優勢,有線架構在現場佈線雖然成本高、作業麻煩,不過訊號傳輸穩定度卻遠優於無線技術,因此在固定設備上,多半採有線方式架構。

由於工業通訊發展已有多年,無論是技術或產業分工都已成熟,廠商所購置的生產設備,都已將通訊設備內建,工業用的乙太網路會因依附的設備不同而有所差異,大致上可分為5種,包括Sensorbus、Devicebus、Fieldbus、Control等,這4類加上以企業網路為主幹的乙太網路,就是工業網路的5大類型,從這4種類可以看出,工業通訊的「M2M」應用已涵蓋整個工控領域,發展相當完整。

工廠的工業通訊以有線技術為主,無線技術方面,目前則以車隊派遣為最大應用,「M2M」的通訊傳輸技術選擇,必須視搭載設備的移動與否來決定,如果其中一方必須不斷移動,自然無法佈線,就必須採取無線傳輸方式。

無線傳輸技術可分為短、中、長距離,短距離包括藍芽、Zigbee與各式NBIoT標準、中距離是無線區域網路(WLAN),長距離目前主要為4G,這兩年深受市場矚目的LPWAN則被視為未來主流,3種不同距離的傳輸技術,在應用上也不盡相同,短距離的傳輸技術多只被要求用來做簡單的訊息傳送,例如將藍芽與胎壓感測器整合,內建在汽車輪胎處,將胎壓數據以無線方式傳送到車控電腦中,至於Zigbee則主要以環境控制為主,用來做簡單的I/O控制,目前工控領域的無線傳輸,IEEE 802.11 a/b/g/n均有,工控環境會採用無線區域網路,多半是因為佈線不易或廠區環境不佳,線路容易受損。

至於長距離的無線通訊技術,目前以3G和4G為主,不過3G或4G都是按月付費,專為物聯網設計的各種LPWAN標準,因具備低功耗、低成本、長距離、大量連結等特色,將成為未來主流技術。

在系統設計上,M2M必須與不同領域進行整合,這雖不容易,不過M2M市場實在太大,以數量來看,現在全球的機器數量約有總人口的10倍之多,如果每一部機器都內建相關設備,所蘊藏的商機將十分驚人,不過這部份若只憑電信廠商一方將無法完成,還是必須透過系統整合業者來整合電信與電子製造兩方,產業鏈才會完整。

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