A. 工業物聯網實質上涉及哪些技術
工業是物聯網應用的重要領域。具有環境感知能力的各類終端、基於泛在技術的計算模式、移動通信等不斷融入到工業生產的各個環節，可大幅提高製造效率，改善產品質量，降低產品成本和資源消耗，將傳統工業提升到智能工業的新階段。物聯網在工業領域的主要應用環保監測及能源管理、工業安全生產管理、製造業供應鏈管理、生產過程工藝優化、中國計算機報制圖等等方面。物聯網在工業應用領域的應用，構成了「工業物聯網」，它是廣域的物聯網的具體化的實例，也是最容易被世人接受的物聯網。工業物聯網的核心理念是交叉學科的組合，涉及到信息安全、網路通信、自動化，是跨學科的，其特徵為：嵌入式、互通和實時性、經濟性和便利性。
工業用感測網路層：即以二維碼、RFID、感測器為主，實現對「物」或環境狀態的識別以及感知信號的攝入；
傳輸網路層：即通過現有的互聯網、廣電網、通信網或者下一代互聯網(1Pv6)，實現數據的傳輸和計算，尤其是現在流行的概念：雲計算：
應用網路層：即輸入輸出控制終端，包括電腦、手機等終端等等。
從整體上來看，物聯網還處於起步階段，而工業物聯網的真正達到實用化、大規模應用，必須解決如下關鍵技術問題：
工業用感測器：工業用感測器是一種檢測裝置，能夠測量或感知特定物體的狀態和變化，並轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業用感測器是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。在現代工業生產尤其是自動化生產過程中，要用各種感測器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或最佳狀態，並使產品達到最好的質量。可以說，沒有眾多質優價廉的工業感測器，就沒有現代化工業生產體系，更談不上工業物聯網。
工業無線網路技術：工業無線網路是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的感測器節點組成的網狀(Mesh)網路，綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，具有低耗自組、泛在協同、異構互連的特點。工業無線網路技術是繼現場匯流排之後工業控制系統領域的又一熱點技術，是降低工業測控系統成本、提高工業測控系統應用范圍的革命性技術，也是未來幾年工業自動化產品新的增長點，已經引起許多國家學術界和工業界的高度鶯視。
工業過程建模：沒有模型就不可能實施先進有效的控制，傳統的集中式、封閉式的模擬系統結構已不能滿足現代工業發展的需要。工業過程建模是系統設計、分析、模擬和先進控制必不可少的基礎。
方法/步驟
Ad－hoc模式：
Ad-hoc網路是一種點對點的對等式移動網路，沒有有線基礎設施的支持，網路中的節點均由移動主機構成。網路中不存在無線AP，通過多張無線網卡自由的組網實現通信。基本結構如下圖所示：
要建立對等式網路需要完成以下幾個步驟：
1）首先為您的電腦安裝好無線網卡，並且為您的無線網卡配置好IP地址等網路參數。注意，要實現互連的主機的IP必須在同一網段，因為對等網路不存在網關，所以網關可以不用填寫。
2）設定無線網卡的工作模式為Ad-hoc模式，並給需要互連的網卡配置相同的SSID、頻段、加密方式、密鑰和連接速率。
Infrastructure模式：
集中控制式模式網路，是一種整合有線與無線區域網架構的應用模式。在這種模式中，無線網卡與無線AP進行無線連接，再通過無線AP與有線網路建立連接。實際上Infrastructure模式網路還可以分為兩種模式，一種是無線路由器+無線網卡建立連接的模式；一種是無線AP與無線網卡建立連接的模式。
「無線路由器+無線網卡」模式是目前很多家庭都使用的模式，這種模式下無線路由器相當於一個無線AP集合了路由功能，用來實現有線網路與無線網路的連接。例如我司的無線路由器系列，它們不僅集合了無線AP功能和路由功能，同時還集成了一個有線的四口交換機，可以實現有線網路與無線網路的混合連接，如下圖所示：
AP加無線網卡「模式。在這種模式下，無線AP應該如何設置，應該如何與無線網卡或者是有線網卡建立連接，主要取決於您所要實現的具體功能以及您預定要用到的設備。因為無線AP有多種工作模式，不同的工作模式它所能連接的設備不一定相同，連接的方式也不一定相同。下面是我司的無線AP TL-WA501G的工作模式及其設置。我們的501G支持5種基本的工作模式，分別是：AP模式、AP client模式、repeater模式、Bridge（Point to Point）模式和Bridge（Point to Multi-Point）模式。
AP模式：
AP（Access Point，接入點模式），這是我們無線AP的基本工作模式，用於構建以無線AP為中心的集中控制式網路，所有通信都通過AP來轉發，類似於有線網路中的交換機的功能。這種模式下連接方式大致如下圖所示：
AP即可以和無線網卡建立無線連接，也可以和有線網卡通過網線建立有線連接。我們的501G只有一個LAN口，一般不用它來直接接電腦，而是用來與有線網路建立連接，直接連接前端的路由器或者是交換機。
在這種模式下，無線1到13。選擇中應該注意的是，如果周圍環境中還有其他的無線網路，盡量不要與它使用相同的頻率段。然後選擇501G工作的模式，我們的501G支持11Mbps帶寬的802.11b、54Mbps帶寬的802.11g模式（兼容802.11b模式）。同時注意開啟無線功能，就是不要選中『關閉無線功能』的這個選項即可。選中『Access Point』選項，設置好SSID號即可。注意，通過無線方式與我們的無線AP建立連接的無線網卡上設置的SSID號必需與我們無線AP上設置的SSID號相同，否則無法接入網路。
AP客戶端模式：
AP client模式下，即可以有線接入網路也可以無線接入網路，但此時接在無線AP下的電腦只能通過有線的方式進行連接，不能以無線方式與AP進行連接。工作在AP client模式下的無線AP建立連接的方式大致的如下圖所示：
圖中的無線設備A ，即可以是無線路由器，也可以是無線AP。注意在進行連接時，我們的無線AP所使用的頻段最好是設置成與前端的這個無線設備A所使用的頻段相同。
首先當然是頻段、模式等基本設置，注意開啟無線功能。然後選擇AP的工作模式，使我們的501G工作在AP client模式下，並注意關閉WDS功能，否則無法與無線路由器建立無線連接。在client模式下，可以有兩種方式使無線AP接入前端的無線路由器，一種就是通過設置和無線路由器相同的SSID號，從而連接無線路由器；另一種就是通過在『AP的MAC地址』處填寫無線路由器的LAN口的MAC地址來建立連接。
注意：在這種工作模式下，無線AP下面只能通過有線的方式連接一台電腦。因為我們的501G工作在AP client模式下，並且關閉WDS功能時，它只學習一個MAC地址。如果需要下面還可以連接多台電腦的話，可以在我們的501G下面連接一個路由器，501G的LAN口與路由器的WAN口連接，路由器LAN口下面可以接多台電腦。
當需要我們工作在AP client模式下的無線AP再與另外的無線AP建立連接時，連接的無線AP可以是AP模式，也可以是repeater模式。此時AP client模式下的WDS功能即可以是開啟的，也可以是關閉的。
當與設置為AP模式的無線AP進行連接時，我們設置為AP client模式下的無線AP可以通過設置一個SSID號，使這個SSID號與設置成AP模式下的無線AP的SSID號相同來建立連接；也可以通過在client模式下的『AP的MAC地址』欄中填寫前端設置為AP模式的無線AP的MAC地址來進行連接。
當前端的AP設置為repeater模式時，它並沒有SSID號，因此，我們設置為AP client的無線AP要與它建立連接，只能通過在『AP的MAC地址』欄中填寫前端AP的MAC地址來實現連接
C. 工業網路由哪些主要部分組成
從網路架構來看，可分為物理層、傳輸層、交互層和應用層；
從功能來看，可分為檢測系統、控制系統、管理系統，主要包括：
1、檢測系統：主要由感測器（群）、數據採集單元（子系統）、數據處理單元（子系統）、數據傳輸單元（子系統）等部分組成，主要用於實現前端數據採集和處理；
2、控制系統：主要由執行器（群）、控制單元（子系統）和數據傳輸單元（子系統）組成，主要用於執行機構的控制；
3、管理系統：主要包括數據傳輸單元（子系統）、調度單元（子系統）、數據管理單元（子系統）、數據分析單元（子系統）等，主要用於集中調度和後台管理；
D. 簡要的設計一套基於Zigbee技術的無線工業控制或數據採集監控系統，畫出網路的結構圖
ZigBee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議。根據國際標准規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱(又稱紫蜂協議)來源於蜜蜂的八字舞，由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和"嗡嗡"(zig)地抖動翅膀的"舞蹈"來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用於自動控制和遠程式控制制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網路協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網路層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。
E. 什麼是出色的工業無線網路
安全、高速率的穩定聯接，能夠穩定的長時間連續工作，能夠提供全面而簡便的網路控制。
工業級無線產品比較出名的就是思科了。不過思科工業級無線產品價格那是相當的貴，個人用的話無必要。
F. 求wlan的組網結構
一個無線區域網可當作有線區域網的擴展來使用，也可以獨立作為有線區域網的替代設施，因此無線區域網提供了很強的組網靈活性。
無線區域網(WLAN)技術的成長始於20世紀80年代中期，它是由美國聯邦通信委員會(FCC)為工業、科研和醫學(ISM)頻段的公共應用提供授權而產生的。這項政策使各大公司和終端用戶不需要獲得FCC許可證，就可以應用無線產品，從而促進了WLAN技術的發展和應用。
與有線區域網通過銅線或光纖等導體傳輸不同的是，無線區域網使用電磁頻譜來傳遞信息。同無線廣播和電視類似，無線區域網使用頻道(Airwave)發送信息。傳輸可以通過使用無線微波或紅外線實現，但要求所使用的有效頻率且發送功率電平標准，在政府機構允許的范圍之內。
WLAN技術的優勢
WLAN是指以無線信道作傳輸媒介的計算機區域網絡，是計算機網路與無線通信技術相結合的產物，它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統有線區域網的功能，能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬頻網路接入。
WLAN技術使網上的計算機具有便攜性，能快速、方便地解決有線方式不易實現的網路信道的連通問題。WLAN利用電磁波在空氣中發送和接收數據，而無需線纜介質。
與有線網路相比，WLAN具有以下優點：
◆安裝便捷：無線區域網的安裝工作簡單，它無需施工許可證，不需要布線或開挖溝槽。它的安裝時間只是安裝有線網路時間的零頭。
◆覆蓋范圍廣：在有線網路中，網路設備的安放位置受網路信息點位置的限制。而無線區域網的通信范圍，不受環境條件的限制，網路的傳輸范圍大大拓寬，最大傳輸范圍可達到幾十公里。
◆經濟節約：由於有線網路缺少靈活性，這就要求網路規劃者盡可能地考慮未來發展的需要，所以往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網路的發展超出了設計規劃，又要花費較多費用進行網路改造。WLAN不受布線接點位置的限制，具有傳統區域網無法比擬的靈活性，可以避免或減少以上情況的發生。
◆易於擴展：WLAN有多種配置方式，能夠根據需要靈活選擇。這樣，WLAN就能勝任從只有幾個用戶的小型網路到上千用戶的大型網路，並且能夠提供像「漫遊」(Roaming)等有線網路無法提供的特性。
◆傳輸速率高：WLAN的數據傳輸速率現在已經能夠達到11Mbit/s，傳輸距離可遠至20km以上。應用到正交頻分復用(OFDM)技術的WLAN，甚至可以達到54Mbit/s。
此外，無線區域網的抗干擾性強、網路保密性好。對於有線區域網中的諸多安全問題，在無線區域網中基本上可以避免。而且相對於有線網路，無線區域網的組建、配置和維護較為容易，一般計算機工作人員都可以勝任網路的管理工作。
由於WLAN具有多方面的優點，其發展十分迅速。在最近幾年裡，WLAN已經在醫院、商店、工廠和學校等不適合網路布線的場合得到了廣泛的應用。
WLAN的拓撲結構
WLAN有兩種主要的拓撲結構，即自組織網路(也就是對等網路，即人們常稱的Ad-Hoc網路)和基礎結構網路(Infrastructure Network)。
自組織型WLAN是一種對等模型的網路，它的建立是為了滿足暫時需求的服務。自組織網路是由一組有無線介面卡的無線終端，特別是移動電腦組成。這些無線終端以相同的工作組名、擴展服務集標識號(ESSID)和密碼等對等的方式相互直連，在WLAN的覆蓋范圍之內，進行點對點，或點對多點之間的通信，如圖1所示。
圖1自組織網路結構
組建自組織網路不需要增添任何網路基礎設施，僅需要移動節點及配置一種普通的協議。在這種拓撲結構中，不需要有中央控制器的協調。因此，自組織網路使用非集中式的MAC協議，例如CSMA/CA。但由於該協議所有節點具有相同的功能性，因此實施復雜並且造價昂貴。
自組織WLAN另一個重要方面，在於它不能採用全連接的拓撲結構。原因是對於兩個移動節點而言，某一個節點可能會暫時處於另一個節點傳輸范圍以外，它接收不到另一個節點的傳輸信號，因此無法在這兩個節點之間直接建立通信。
基礎結構型WLAN利用了高速的有線或無線骨幹傳輸網路。在這種拓撲結構中，移動節點在基站(BS)的協調下接入到無線信道，如圖2所示。
圖2基礎結構網路結構
基站的另一個作用是將移動節點與現有的有線網路連接起來。當基站執行這項任務時，它被稱為接入點(AP)。基礎結構網路雖然也會使用非集中式MAC協議，如基於競爭的802.11協議可以用於基礎結構的拓撲結構中，但大多數基礎結構網路都使用集中式MAC協議，如輪詢機制。由於大多數的協議過程都由接入點執行，移動節點只需要執行一小部分的功能，所以其復雜性大大降低。
在基礎結構網路中，存在許多基站及基站覆蓋范圍下的移動節點形成的蜂窩小區。基站在小區內可以實現全網覆蓋。在目前的實際應用中，大部分無線WLAN都是基於基礎結構網路。
一個用戶從一個地點移動到另一個地點，應該被認定為離開一個接入點，進入另一個接入點，這種情形稱為「漫遊」。漫遊功能要求小區之間必須有合理的重疊，以便用戶不會中斷正在通信的鏈路連接。接入點之間也需要相互協調，以便用戶透明地從一個小區漫遊到另一個小區。發生漫遊時，必須執行切換操作。切換既可以通過交換局，以集中的方式來控制，也可以通過移動節點，監測節點的信號強度來實現控制，也就是非集中式切換。
在基礎結構型網路中，小區大小一般都比較小。小區半徑的減小，意味著移動節點傳輸范圍的縮短，這樣可以減少功率損耗。並且，小的蜂窩小區可以採用頻率復用技術，從而提高系統頻譜利用率。目前，提高頻譜利用率的常用策略有：固定信道分配(FCA)、動態信道分配(DCA)和功率控制(PC)等。
在使用FCA策略時，每個小區分配有固定的資源，但與移動節點數量無關。這種策略的問題在於，它沒有充分考慮移動用戶的分布。在人口稀少的地區，同樣分配相同數量的帶寬資源給小區，但小區可能僅包含幾個或者是根本不包含任何移動節點，使資源被浪費。因此，在這種情況下，頻譜的利用率並不是最優的。
在移動節點採用DCA、PC技術，或者是集成DCA和PC的技術，可以提高整個蜂窩系統的容量，減少信道干擾，並減少發射功率。
DCA技術將所有可用的信道放置在一個公共信道池中，並根據小區當前的負載，將這些信道動態地分配給小區。移動節點向基站報告其干擾水平，基站以最小干擾方式實現信道復用。
PC方案通過減小發送功率的方法，來減少系統中干擾，並減少移動節點的電池能量消耗。當某一個小區內受到的干擾增加時，PC方案通過增加發送節點的功率，來提高接收信號的信噪比(SIR)。當節點受到的干擾減小時，發送節點通過降低發送功率來節約能量。
除以上兩種應用比較廣泛的拓撲結構之外，還有另外一種正處於理論研究階段的拓撲結構，即完全分布式網路拓撲結構。這種結構要求，相關節點在數據傳輸過程中完成一定的功能，類似於分組無線網的概念。對每一節點而言，它可能只知道網路的部分拓撲結構(也可通過安裝專門軟體獲取全部拓撲知識)，但它可與鄰近節點按某種方式共享對拓撲結構的認識，來完成分布路由演算法，即路由網路上的每一節點要互相協助，以便將數據傳送至目的節點。
分布式結構抗損性能好，移動能力強，可形成多跳網，適合較低速率的中小型網路。對於用戶節點而言，它的復雜性和成本較其它拓撲結構高，並存在多徑干擾和「遠—近」效應。同時，隨著網路規模的擴大，其性能指標下降較快。但分布式WLAN將在軍事領域中具有很好的應用前景。
縮略語注釋
WLAN：Wireless Local Area Network，無線區域網
FCC：Federal Communications Commission，美國聯邦通信委員會
OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用
ESSID：Extended Service Set ID，擴展服務集標識號
FCA：Fixed Channel Allocation，固定信道分配
DCA：Dynamic Channel Allocation，動態信道分配
PC：Power Control，功率控制
SIR：Signal to Interference Noise Ratio，信噪比