1.4　工业物联网的相关标准

1.4.1　工业物联网标准的现状

随着多年来的发展，工业物联网领域已经形成三大国际标准共存的局面，分别为国际自动化学会（International Society of Automation，ISA）（原美国电气标识协会）发布的ISA 100.11a标准、HART通信基金会发布的WirelessHART标准和我国自主研发的WIA-PA标准[11]。

（1）国际自动化学会一直致力于通过制定该领域的一系列标准、建议规范、技术报告来定义工业自动化控制环境下的无线系统实现技术，并从2005年开始启动工业无线标准ISA100.11a的制定工作。ISA100.11a标准的主要内容包括工业无线的网络构架、共存性与有线现场网络的互操作性等，可解决与其他短距离无线网络的共存性问题以及无线通信的可靠性和确定性问题，其核心技术包括精确时间同步技术、自适应跳信道技术、确定性调度技术、数据链路层子网路由技术和安全管理方案等，并具有数据传输可靠、准确、实时、低功耗等特点。ISA 100.11a标准的工业无线设备主要包括执行器、传感器、无线手持设备等现场自动化设备。

（2）HART通信基金会成立于1993年，WirelessHART标准是HART通信协议的扩展，专为工业环境中的过程监视和控制等应用所设计。该标准于2007年6月，经HART通信基金会批准，作为HART7技术规范的一部分加进了总的HART通信协议簇中。2010年4月，国际电工委员会批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591，其与以往HART协议兼容，是第一个过程自动化领域的无线传感器网络国际标准。该网络采用了直接序列扩频（direct sequence spread spectrum，DSSS）、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址（time division multiple address，TDMA）同步、网络上设备间延控通信（latency-controlled communications）等技术。

（3）我国自主研发的工业物联网标准WIA-PA（Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation），由中国科学院沈阳自动化研究所、重庆邮电大学等单位从2006年开始联合制定，并于2011年正式成为IEC 62601国际标准。与其他两种标准相比，WIA-PA在规模可扩展性、抗干扰性和低能耗运行等关键性能方面具有明显优势，在拓扑结构、自适应跳频、分簇报文聚合等方面具有创新性。该标准的研发成功，也标志着我国在工业无线通信技术领域已处于世界领先地位，为我国推进工业化与信息化相融合提供了一种新的高端技术解决方案。