无线开关

无线开关概述
 

无线开关从电信行业发展而来，其利用收发器发射并接受无线电信号。

这一技术逐渐被用于工业应用中，通常作为机器的新一代限制开关。设备开发商通过为无线开关设计扩大应用范围，迅速对其进行利用。它们使设计者可以将开关放置到利用以前的布线技术无法放置到的地方，这主要由于设备和控制台间的障碍物阻碍了充足的布线线路。无线开关被证明对已安装设备进行修改极其灵活，因为改变它们的位置比较容易。

利用较低的成本，如今工业监控中的基本有线部件可迅速被转换为无线开关。

与无线技术一起出现的IEEE 802.15.4协议，有效地界定了无线个人局域网（PAN），特别是能够针对在许多工业环境中，用来控制和监控的开关发出的窄带宽、强度弱的信号。过去几年间，IEEE 802.15.4收发器逐渐被用在无线开关技术中，用来从远距离处的开关向接收器传输信息。
然后接收器将其收集到的信号转化得可与标准控制器兼容。

 

无线开关的历史
 

在最初经历了一些挫折后，在过去十年间，电信行业在无线技术方面取得了巨大的进步。克服了最初的技术困难，无线设计发明者们开始开发这项可以超越电信领域、衍生其他应用的技术。

比如，有线限位开关已使用了数十年，通常用来提供重型工业机器的位置信息。它们被应用于范围极广的不同设备中，从储蓄槽到自动门，从升降机到起重机吊架，为操作人员提供了关于位置、可见物体或移动物体缺失的重要信息。

然而，近年来，有线限位开关正逐渐被无线开关所取代。当有线开关被无线开关所取代，就没有了布线成本，因为没有麻烦的布线线路问题的困扰。无线开关可以被放置在其前辈—有线开关永远不可能被放置到的地方。无线开关也消除了有线开关经常带来的绊倒危险。

 

技术方面
 

机械限位开关可与适当无线收发器相结合，转变为可将运动变化传输至监控接收器的无线开关。后者通常将从已安装好的、（比如）基本呈“星形衔接”的数个开关收集信号，使网络中的每个开关与一个单一接收器进行通讯。系统通过每个拥有自己网络识别号的开关进行工作，且每个网络都是如此。就是这个成分保证了来自其他网络及开关的“串音”被消除，并保证了它们之间信号和信息完整性的私密和安全。因为在星形结构中，开关被单独直接连接至接收器，开关之间并不传输信号。这保证了一个开关不会危害到另一开关的完整性。

出于最佳性能的考虑，收发器应被放置在监控器和开关之间基本没有障碍物的区域。整齐的户外空间和无隔间、开阔的室内区域都是理想区域。值得注意的是，工程师不必考虑小型障碍物、雨水或下雪会导致信号丢失，因为由于35-dB链路余量，其并不会影响通讯。信号也可以穿越传输线路上的墙壁—但这取决于墙壁成分。

802.15.4的另一主要特征是其运行范围的大小。其范围通常很广，据测可超过304米。然而工程师应该注意，有些周围环境状况会导致装置有效范围缩短。极端天气—包括大雨或大雪（若装置位于户外）—将导致802.15.4信号大幅下降至23米。室内大量弥漫着颗粒物的空气也会造成相同影响。

大部分情况下，无线开关耗电量极低，可用工业标准电池运行。它们并不依赖昂贵的、不可靠的且依情况而定的能量采集，可有效地将安装选择扩大至几乎无限的程度。此外，适当设计的无线开关，几年都不需要对电池充电或替换。

无限开关安装的另一半当然是接收器/监控器了。它可以极其灵活，支持单一开关或多个开关（有些可以支持多达14种不同远程无线开关）。控制器将说明网络中每个开关的激活状态，以及其他信息，如电池电量水平和信号强度。

 

在制造业中无线开关的用途
 

如上文所述，无线开关可应用至工业中极其广泛的区域。建筑工业就是把握机会，探索无线技术一些潜能的领域之一。比如起重机—无线开关通常都位于吊架末端—由于重要位置信息（如电缆臂何时靠近吊架末端）意味着操作人员拥有了可缠绕电缆安全距离的可靠指导，其安全性和准确性有所提高。

因为其不需要复杂的路线，无线开关可以作为限位开关，在有线开关无法安装的位置发挥作用。同样，还可用于有线限位开关的所有传统使用位置，包括门和运河闸上，其将极其可靠且准确地向控制系统传输门的位置。

如其有线开关前辈一样，无线开关外壳可以支持各种顶盖和杠杆选择，以满足各种启动和位置要求。其可设计带有顶部柱塞、顶端滚柱、侧边滚轮和顶部滚轮杠杆操作员，且可被安装至自动车库门上以关闭电机（当门到达最低和最高位置时），也可被安装至如工业车床和储存槽之类的设备上。

 

无线开关与其他开关有何不同
 

当有线限位开关转变为无线开关，至今其“不可能”安装位置的选择范围变大了，因为昂贵、繁重且有潜在危险的布线线路被完全消除了。不像其有线开关前辈，无线开关如今为使用它的人们在新一代传输和工业设备设计上提供了明显的优势。