從事無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域20多年，平時(shí)被問(wèn)到最多的問(wèn)題便是：“無(wú)線(xiàn)通訊設備穩定不穩定？”

這個(gè)問(wèn)題若是被工廠(chǎng)的技術(shù)人員提出的話(huà)，99%的人都希望得到一個(gè)關(guān)于無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品可靠性的答案。如果單從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)明，由實(shí)驗室出具的產(chǎn)品可靠性數據分析報告就可回答這個(gè)問(wèn)題。但這些數據對于實(shí)際的現場(chǎng)狀況來(lái)說(shuō)，實(shí)驗室環(huán)境還是太純粹了些。這種報告數據并不能提供給我們足夠的信心去嘗試和使用無(wú)線(xiàn)通訊設備。若是站在一個(gè)無(wú)線(xiàn)通訊從業(yè)者的角度來(lái)講，無(wú)線(xiàn)通訊受干擾因素遠比有線(xiàn)通訊方式要不可控太多。但隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的提高和現場(chǎng)經(jīng)驗的總結，我們發(fā)現的影響無(wú)線(xiàn)傳輸的干擾因素越多，那么無(wú)線(xiàn)通訊設備的可靠性也將成正比例提升。也就是需要給產(chǎn)品可靠性實(shí)驗室數據加一個(gè)使用壽命的參考以及一個(gè)專(zhuān)門(mén)應對不可控事件發(fā)生的經(jīng)驗豐富的技術(shù)團隊。

因此要將無(wú)線(xiàn)通訊產(chǎn)品做到穩定可靠，可以得出以下公式：

無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品可靠性= 可靠性測試數據+平均使用壽命+技術(shù)服務(wù)團隊

一、產(chǎn)生干擾的因素

企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是外接電路、氣候條件、環(huán)境電磁場(chǎng)或是人為干擾在產(chǎn)品不進(jìn)行有效處理的情況下都會(huì )嚴重影響到所有電子儀器的傳輸數據精度以及產(chǎn)品內部的運行穩定性，這些因素主要分為以下幾類(lèi)：

1.地環(huán)流干擾
  在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現監視和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統和執行機構，它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，甚至數千伏、數百安培的大信號:既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構成系統后往往發(fā)現在儀表和設備之間信號傳輸互相干擾，造成系統不穩定甚至誤操作。

出現這種情況除了每個(gè)儀表、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外，還有一個(gè)十分重要的因素就是由于儀表和設備之間的信號參考點(diǎn)之間存在電勢差也就是我們常說(shuō)的系統接地問(wèn)題!因而形成“接地環(huán)路”造成信號傳輸過(guò)程中失真。例如為了安全，機殼需要接大地:為了使電路正常工作，系統需要有公共參考點(diǎn);為了抑制干擾而加的屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地。由于儀表和設備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢差(也就是各設備的共地點(diǎn)不同)因而形成“地環(huán)流”、“接地環(huán)流”問(wèn)題。因此，要保證系統穩定和可靠的運行，“接地環(huán)路”問(wèn)題是在系統信號處理過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。

2.環(huán)境干擾

工業(yè)現場(chǎng)的作業(yè)條件大多不符合精密儀器的運行條件，比如無(wú)線(xiàn)終端的安裝地點(diǎn)大多在戶(hù)外、粉塵較多的車(chē)間、存在機械振動(dòng)的大型機械上等，這些工作環(huán)境對于電子產(chǎn)品的運行穩定性和使用壽命提出了嚴苛的考驗。因此如何讓精密儀器適應惡劣環(huán)境工作，一直是工業(yè)級無(wú)線(xiàn)通訊產(chǎn)品在技術(shù)上希望不斷完善的地方。“無(wú)線(xiàn)”不再會(huì )因為穩定性而被不斷質(zhì)疑，能夠讓用戶(hù)體驗一次投入、運行穩定、無(wú)需維護并長(cháng)期使用的特點(diǎn)。
3.電磁噪聲干擾
   自然界充滿(mǎn)了各種來(lái)源和各種頻段的電磁波，會(huì )影響儀器儀表的使用和無(wú)線(xiàn)通信的信息傳輸，因此分析電磁波特性和解決方式很有必要。宇宙噪音是電離輻射產(chǎn)生的，在一天中不斷變化，噪聲起源于地球大氣層外的銀河系中心部分以及太陽(yáng)噪音，太陽(yáng)噪音則隨著(zhù)太陽(yáng)活動(dòng)情況而劇烈變化。雷電是種主要的自然干擾源，雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸到數千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形是疊加在一串隨機脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。電磁噪聲主要會(huì )對通訊產(chǎn)生干擾，而雷屯能量尖蜂脈沖更可以對很多設備造成損壞，因此無(wú)線(xiàn)終端需要有效避免噪聲對設備產(chǎn)生干擾和損壞設備的可能性，以盡可能避免用戶(hù)的損失。
4.人為干擾
  人為產(chǎn)生的電磁干擾根本原因是導體中有電壓或電流的變化，即較大dv/dt或di/dt。dv/dt或di/dt能夠使導體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面，人們可以利用這一特點(diǎn)實(shí)現特定功能，例如，無(wú)線(xiàn)通信、雷達或其他功能，另方面，電子設備在工作時(shí)，由于導體中的dv/dt 或di/at會(huì )產(chǎn)生伴隨電磁輻射。無(wú)論主觀(guān)上出于什么目的，客觀(guān)上對電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠(chǎng)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )經(jīng)常有一些大型的設備(電機、變頻器)頻繁開(kāi)關(guān)，他們也會(huì )造成一些容性、感性的干擾，也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場(chǎng)合，肯定會(huì )有電磁干擾存在。數字脈沖電路就是一種典型的十擾源，隨著(zhù)電子技術(shù)的廣泛應用，電磁污染情況會(huì )越來(lái)越嚴重。

二、干擾源處理方式：

    基于以上所提出的干擾問(wèn)題，我們總結了如下幾點(diǎn)的解決方法和處理意見(jiàn)。通過(guò)實(shí)際測驗，可以有效的解決在一些工業(yè)場(chǎng)合中無(wú)線(xiàn)通訊設備所遇到的一部分干擾問(wèn)題。

1.地環(huán)流處理方法：

處理環(huán)流最常見(jiàn)也最為麻煩，解決“接地環(huán)路”的方法根據理論和實(shí)踐分析，有三種解決方案:
  (1)第一種方法;所有現場(chǎng)設備不接地，使所有過(guò)程環(huán)路只有一個(gè)接地點(diǎn)，不能形成回路，這種方法看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際應用中往往很難實(shí)現，因為某些設備要求必須接地才能保證測量精度或人身安全，某些設備可能因為長(cháng)期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)，因此不采用此方式。
  (2)第二種方法:使兩接地點(diǎn)的電勢相同，但由于接地的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化眾多因素的影響，這種方法在其實(shí)在實(shí)際中也無(wú)法完全能做到，不采用此方式。
  (3)第三種方法:在各個(gè)過(guò)程環(huán)節中使用信號隔離器，斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路，同時(shí)又不影響過(guò)程信號的正常傳輸，從而徹底解決地環(huán)路的問(wèn)題。

采用信號隔離器的優(yōu)越性
  在各個(gè)過(guò)程環(huán)路中使用信號隔離器辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場(chǎng)帶的隔離的變送器(部分設備可以做到)，也可以用信號隔離器來(lái)實(shí)現。比較起來(lái)，用信號隔離器有以下優(yōu)點(diǎn):

絕大部分情況，采用信號隔離器非隔離卡件比采用隔離卡件性?xún)r(jià)比更高；

信號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優(yōu)越；
  信號隔離器應用靈活，而且它還有信號轉換和信號分配及接口轉換等功能，使用起來(lái)更加方便；
   信號隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨立、構成系統的配置，日常維護更加方便。

2. 氣候干擾的解決方法：

終端箱體封閉設計，盡可能地隔離外界環(huán)境，使得內部?jì)x器處于穩定的工作環(huán)境。這里DTD所有Y系無(wú)線(xiàn)設備皆采用IP55等級以上的終端箱以及IP68的外置天線(xiàn)來(lái)規避氣候所造成的干擾問(wèn)題。

3.電磁噪聲干擾解決方法：

電磁干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑，這三要素缺少一個(gè)，電磁干擾問(wèn)題都不會(huì )存在。因此要從這三要素入手，找出最方便的解決方法，一般干擾源和敏感源是屬于不可控因素，只能根據經(jīng)驗和對于工廠(chǎng)環(huán)境的了解給出一些有效的解決方法。需要根據現場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)給出具體的解決方法，后期進(jìn)行改造的可能性更多一些。因此，解決電磁干擾的方法，通常是從耦合路徑上著(zhù)手，這也是最常用的方法，如通過(guò)加屏蔽、加濾波等手段。

解決方法：

第一種，箱體結構，可以有效屏蔽外界電磁干擾。

第二種，短波加密的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，達泰電子的軟件專(zhuān)利技術(shù)，從傳輸方式上盡可能避免被干擾的可能性。

第三種，設備設計做避雷考慮，避免終端設備的損毀，終端外部箱體有效屏蔽了外部電磁場(chǎng)對終端內部電路的影響。

以上三種方式可以同時(shí)使用來(lái)降低電磁干擾。

3. 人為干擾的解決方法：

將無(wú)線(xiàn)通訊終端做成一個(gè)裝置，也就是箱體結構。無(wú)線(xiàn)設備起到的不僅僅是傳輸效果，也包含了數據處理能力，自己可以形成一套完整且獨立的系統。外部電路與無(wú)線(xiàn)通訊裝置均采用了完善的隔離電路，保證將外部電路包括容性、感性的干擾到對終端內部電路的運行降到最低。