科技水平不断进步，各类高新技术也在随之更新迭代，其中网络信息技术也得到了良好的发展契机。在工业生产当中，利用无线网络技术不仅能够对相应的生产设备中的运行数据资料进行自动化的收集，还能够在无线传输状态下发送控制命令，进而达成工业生产当中的控制闭环。不过，基于无线网络通信技术自身的特点，为了确保其实际效能，需要具备较高的可靠性与即时性。因此，在当前的工业无线网络技术应用中，仍需对其中的关键技术开展针对性的改进与优化，保证在使用过程中能够充分发挥该技术的应用价值，进而为我国的工业无线网络通信技术发展提供助力。
1.工业无线网络技术的概念
在工业无线网络技术的及时标准当中，主要涵盖了ISA100.lla标准、WirelessHART标准以及WIA-FA等，基于工业生产的本身通信环境特征，其中的WirelessHART协议需要进一步展开研究。WirelessHART作为现阶段交互操作性能较强的开放式无线通信协议，能够满足多种工业生产环境的通信需求，同时该技术相较于其他手段，还具备低能耗、高稳定性、高安全性以及强可靠性等优势[1]。此外，该协议还能够同时向两种不同路由标准策略作相应的技术支持，源路由也能针对生产设备的数据通信路径进行配置。（如图1）
1-1源路由
1-2图路由
图1 WirelessHART协议路由方式
在WirelessHART协议路由当中，通过S节点进行数据采集，并在该路径下进入AP节点进行上传，同时，在AP节点经过单一路径往S点下达相应的控制数据。在WirelessHART的通信方式当中，源路由十分单一，其通信的即时性较强，不过存在可靠性不足的问题。而图路由的方式更为复杂，其数据传输是依靠端到端的路径，具备较强的数据传输可靠性。
2.WirelessHART低功耗链路算法分析
2.1WirelessHART路由算法
从现阶段的工业无线网络技术来看，一般来说在进行选择时都是根据最优链路与路由图构建为参照，但随着工业生产的环境日新月异，对于网络通信有了更高的要求，其可靠性与即时性难以保证。基于这一点，在WirelessHART网络技术中需要在单上层转发节点的生产设备当中加设同层转发链路，以此来将选择空间进一步扩充，在链路选择上有所保证。同时，在明确权重系数的过程中，也要充分将链路的能源消耗、质量以及跳数等主要因素加以结合展开分析，并在链路选择方案的对比分析下寻找最为有效的一类。在WirelessHART通信协议中，其管理方法采用的是网络集中式，能够有效提高工业无线网络的质量与效率。相较于其他网络结构，WirelessHART所应用的网状拓扑结构在连接节点上要更多，极大地扩宽了数据传输的路径渠道。在其发挥自身优势的同时，该结构也对路由算法有更高的要求，在其路由算法当中，就以单路径与多路径这两类为主[2]。
为了确保工业无线网络通信在传输过程的应用效能最大化，可以将图路由与高效链路算法进行有机结合，以此来优化网络的鲁棒性。在实际的技术应用过程中，在构建路由图时，可以相应的节点之间加设链路设置，提高节点选择的丰富性，其次，在分析权重系数时，依据链路跳数、质量与能耗等因素，获取最佳的链路方案。借助增设冗余链路并优化链路选择，能够有效规避数据重传，提高数据传输质量，确保网络使用年限得到延长，并进一步优化网络鲁棒性。
2.2冗余路由算法
在工业无线网络技术当中，为了确保防雷结构的稳定性，部分网络算法会将其中一些链路删除，这也导致部分网络节点只能与单一链路想连接，如果出现链路故障，容易导致网络通信的即时性与可靠性大大降低。基于这一点，就可以借助冗余路由的算法来增设链路，提高无线网络在应用过程中的安全性与链路选择的广泛性[3]。
在WirelessHART技术的应用当中，首先就需要初始化网络管理器，创建好初始化网关，同时网关层值需要调整到0。其次，为了保证无线网络的通信即时性，满足工业生产的需求，还需要对网络结构做进一步的优化。通常来说，需要从不同节点的层值编辑出发，随后删除在这一层级下的节点链路，最终完成对网络拓扑结构的优化。最后，在完成网络结构的初始化与优化后，还需要在相关节点中借助Re-add路由算法来重设链路设施，提高数据传输的稳定性。同时，在链路增设时，需要将其数量把控在1条，尽量简化路由。
2.3链路选择
在选择链路时，需要根据其相应的跳数，质量与能耗等因素进行分析，并保证权重系数相应数值获取的合理性，选择最为适配的链路，以此来提高网络应用的年限以及鲁棒性。
3.工业无线网络WirelessHART数据融合
3.1数据融合技术架构
在WirelessHART网络应用于工业无线通信的过程中，链路数据流方向以上行与下行这2种方向为主，九中间路由节点的功能而言，不仅需要接收其他子节点中上传的数据包，还要对数据包进行中转，并随后上传到上级链路当中。WirelessHART网络高效的数据融合，即对不同子节点的传输数据包进行整合，最终形成完整的全新数据包，其应用优势就在于能够大大降低数据传输的频次，最终降低能耗，增加使用年限。通过在WirelessHART中打造数据融合技术架构，应用超帧调度、数据融合以及链路选择，可以简化数据包的传输频次。
3.2路由链路选择
由于工业网络的特殊性，需要在不同节点上保证至少有2条以上的链路与之连接，这就需要在链路选择时对通信传输的质量、能耗以及节点负载与数据融合等因素的对应性进行综合考量，保证在选择路由链路时能够更加准确地把握，以此来充分发挥路由转发的效能。
首先，在选择路由链路时要以其质量水平作为依据，具体就是指对于链路可靠性的指标。链路质量的高低往往对于通信传输的能耗与均衡等会起到关键性的作用，如果质量不佳，就会导致工业网络运行不畅，同时如果链路质量不佳，会引发不必要的重传，这也会造成实际应用的能耗增加，对于高效通信有所影响[4]。在选择链路时，需要结合数据包的数量以及其中传输成功率来进行对比，以最终得出的指标确认为链路质量。
其次，还可以按照节点的负载与能量存余来选择链路。在工业网络数据的传输过程中，如果节点负载变高，其相应的能耗也会随之增加，为了确保WirelessHART技术的高效应用，就需要从节点能量存余与负载状况出发，科学选择链路。如果在选择链路时，其路由节点能量存余较低，会导致节点的使用时间缩短；反之，如果能量存余较多，相应的节点负载也会增加，这也是造成在数据传输时有明显的丢包情况。因此，在选择链路时就要加强对这两点的重视，寻求节点的平衡。
最后，在链路选择时也可以参照其融合因素。在上述寻求节点负载与能耗平衡的基础上，还需要将负载区间的子节点尽可能地于父节点上进行融合。由于WirelessHART技术在工业网络应用中各节点的传输频率有所差异，可以在网络管理中根据其频率来对应超帧表中的数据，其频率实际上与超帧周期为反比例关系，换而言之，如果节点频率标高，相应的超帧周期就会随之缩短。因此，在选择融合节点时，就可以选择通信频率更高的，以此来传输数据时有效融合，完成子节点数据的转发。
在选择链路时，除了上述提到的质量指标、节点的负载与能耗、融合这三种因素，也要将主观的权重系数作为参考依据来明确链路选择时的层级，并在其中选择路径最佳的一类，同时，在备份链路的配置中，需要将次优路径应用上，以此来提高工业网络重传的可靠性。
4.结语
综上所述，通过对工业无线网络高效通信关键技术的研究，能够进一步掌握其中存在的不足，并采取有效对策加以完善优化，为该技术的应用提供更多保障。针对工业无线网络通信当中链路质量，可以借助改善路由并实行即时的超帧调度来有效提升，同时还能够对通信网络节点转发负载以及传输水平提升有所帮助，以此来降低信号传输过程中的丢包率。在现阶段对于工业无线网络技术手段的应用当中，还需进一步分析功耗的降低与使用年限的提高，满足多元化的工业生产需求，推动我国工业无线网络技术的可持续发展。
参考文献：
[1]邹海英,唐弢,佟宁宁,宋海岩.无线网络技术在工业物联网中的应用研究[J].江苏科技信息,2021,38(19):36-38.
[2]陈怡帆,所辉.工业无线网络标准WIA-PA协议在船舶通信系统的应用[J].舰船科学技术,2020,42(14):151-153.
[3]莫晓瑾,蒋英钰.基于无线通信的工业控制网络异常数据识别方法[J].长江信息通信,2021,34(04):41-43.
[4]张志国.油田工业控制系统PLC通信技术研究[J].油气田地面工程,2022,41(04):49-53.
