多點無線系統以點對點方式運行，并報告異常情況。(圖片來源：Pixabay 上的 Gerd Altmann)

對于核能行業的許多領域來說，廣闊的土地上遍布著關鍵數據點，每個數據點都需要進行細致的監控。傳統上，這意味著要鋪設數公里長的電纜。這項工作的規模之大，在許多情況下都不可行。但在監管嚴格的行業中，鋪設用于數據監控應用的電纜并不總是可行的，因為監管嚴格、需要大量的規劃許可，而且布線成本高昂。相關安裝和維護工作造成的中斷也可能變得難以承受。在這里，無線通信系統可以幫助設施管理人員以無線、安全、高效的方式從現場檢索和管理關鍵數據，無線遙測系統對于全廠監控和控制應用正變得越來越重要。

無線網絡有兩種基本類型。第一種是經典的主從系統，通常用于與 SCADA 系統等高端系統進行通信。這些系統結構簡單，易于通過網絡進行管理，因為設備之間沒有信號沖突。

另外，多點無線系統以點對點方式運行，并報告異常情況。此類多點系統在多個設備在大范圍內通信而不是向 SCADA 等中心點報告的應用中很常見。例如，一個系統具有多個泵和閥門，設備分散在一個站點內，必須相互通信。

在這些系統中，多個節點可能會同時嘗試相互通信，并導致信號沖突，導致兩個信號都無法到達目的地。節點知道其信號未到達目的地的唯一方法是，它沒有從另一端收到簡短的確認消息。

管理多點無線流量

為了最大限度地減少沖突，這些多點系統應使用載波偵聽多路訪問 (CSMA) 協議，允許網絡上的所有節點監聽流量并等待間隙發送信號。但是，即使使用 CSMA，多個節點也可能會嘗試在同一個流量間隙中發送信號并造成沖突。在這些情況下，系統應該實施退避和重試機制。

在這種情況下，重試時間應該是隨機的，因為固定的時間更有可能導致后續沖突。此外，最好將重試次數限制設置為三到五次，因為超過這個次數只會不必要地阻塞網絡，同時耗盡節點的電源。

另一種減少潛在沖突的方法是確保網絡上的節點數量不要過多。顯然，節點越多，發生信號沖突的可能性就越大。雖然特定地點的考慮因素決定了給定網絡的最佳節點數量，但一般來說，最好不要超過十幾個節點，以幫助保持流量可控。

例如，Omniflex 無線遙測系統經過優化，可確保可靠的數據通信，因此使用包含內置數字中繼功能的無線協議可最大限度地減少任何中斷，這解決了兩個設備想要相互通信但因視線不足而無法直接通信的問題。例如，節點 A 想要向節點 B 發送信號，它們都有網絡地址，但距離太遠或超出視線范圍。在它們之間的高點添加節點 C 可以中繼信號。通過將數字中繼地址作為協議的一部分，節點 C 會自動中繼收到的信號。

轉向無線

該技術通過與塞拉菲爾德有限公司的合作得到了實際應用，從而設計和制造了適用于所有 RPI 制造商監視器的無線接口，即 W3 無線接口節點。W3 是一個即插即用系統，已在塞拉菲爾德核電站投入使用，以滿足行業需求。與傳統監控系統相比，它具有許多優勢，所有這些都可以提高現場安全性并顯著節省成本。

例如，它具有通用接口，幾分鐘內即可完成設置，從而節省了在現場活躍區域安裝和測試系統所花費的數千小時。該系統還大大降低了操作員所接觸的個人輻射劑量率，因為他們現在可以遠程監控輻射水平。此外，由于它是符合 ISO 9001 標準的標準化產品，因此無需額外的第三方驗證。無線接口已經開始重塑核工業的監控系統，優先考慮安全性和效率。