聽不到的噪聲可能是大的問題

*，車間是一個非常嘈雜的地方：噪聲性聽力衰減是常見的職業病之一。但受噪聲影響的不光是車間工作人員，傳感器和通信系統也會受到電子噪聲的影響。隨著工業物聯網（iiot，也稱工業4.0）時代的來臨，這種情況會越來越常見。 為什么電子“聽力衰減”的現象會呈上升趨勢？因為iiot是通過大數據分析來提供行業專家所說的“可操作的見解”，從而提升運營效率、節省成本和預測故障。收集大量數據并存儲到云端是通過添加數千個敏感傳感器完成的，這樣就可以監視工業流程，當然這些傳感器還必須能在非定制環境下穩定地運行。 emc和互聯工廠 維基百科對電磁兼容性（emc）的定義為：“在電學中研究意外電磁（em）能量的產生、傳播和接收，以及這種能量所引起的有害影響。比如電磁干擾（emi）或對作業設備造成物理損壞”。emc的影響主要分為兩部分，即電磁干擾（產生不需要的電磁能量）和電磁敏感度（指設備受電磁能量影響的程度）。根據傳播方式（輻射或傳導），它們還可以分為四個不同的研究領域，產生四組問題。

是什么讓工廠成為了電磁噪聲重災區？

在低功耗、低電壓模擬和數字技術發展之前的數年甚至是幾十年前所建立的工廠中，往往會混用多種有線/無線傳感器和通信網絡。而如今的設備通常需要1v或更低電壓的電源，因此可能會受到電源和地線中的毫伏級電壓干擾。由于工廠在初設計時，設計人員無法預見iiot會廣泛采用低功耗無線設備，因此并未重視將電磁干擾降至ghz以內，也就出現了現在這種糟糕的局面。

一般來說，工廠中都會有許多機器，其中有些會導致低功耗無線設備出現emc問題。例如，弧焊機可能會引起輻射干擾和傳導干擾：輻射射頻（rf）能量來自于弧脈沖，傳導能量來自于電源和地線的電壓諧波和波動。同時，其他機器可能也會遭受電磁干擾，導致運行受到影響。

一些適用的emc標準

正如您所料，在意識到一臺嘈雜的設備能夠對周圍環境產生極大影響后，各國政府紛紛制定了限制emc干擾的標準。美國聯邦通信委員會（fcc）針對電信設備設置了低合規標準，法規的第15部分規定了防止有害射頻干擾所需的干擾測試。

歐盟頒發的r&tte指令99/5/eg適用于所有無線電控制產品。加拿大工業部也規定了無線電設備合規的一般要求（rss-gen），其他國家和地區也都有類似的法規。

監管機構針對每類emc都會頒發相應的標準，包括允許的噪聲級別和批準的測試流程。政府機構通常要求公司在發布新產品之前，根據相關標準進行測試和認證。

不同的標準在電工委員會（iec）等標準主管部門的授權下，可用于不同的行業。對于工業設備，iec 61000-6-2規定的emc抗擾度對于iec61000-6-4 來說卻是常規干擾級別。很多應用都有它們自己的標準：例如，iec 60974-1特別適用于弧焊機電源，而iec 60974-10則規定了弧焊機emc要求。

emc和無線網絡

雖然工業有線網絡已有幾十年的歷史，也使用以太網和can（控制器局域網絡controller area network）等標準，但隨著低成本、低功耗無線網絡的崛起，構建iiot工廠也越來越方便了。下面是工業應用采用無線解決方案的幾點原因：

更出色的移動性，能夠移動設備并輕松連接智能手機和平板電腦

無需昂貴的線纜

快速方便的安裝和調試，尤其是遠程或不方便操作的位置

更出色的靈活性和遠程更新能力

設備能夠輕松集成到網絡

在過去十年間，已制定了多個用于互聯工廠的無線標準。下表列出了一些主要的標準以及它們在 iiot中的應用： 

iiot架構師們尤為鐘愛基于ieee 802.15.4的網絡，因為這類網絡更適合iiot傳感器節點的小數據包和低更新速度。另一方面，802.11 wlan設備必須能夠適應視頻流等應用，從而大大增加了復雜度和功耗。

很多無線產品都能在一個器件中處理一個或多個iiot協議。例如，texas instruments提供的cc2630無線微控制器單元（mcu）具備6lowpan、zigbee和ti自己的simplelink功能。

此器件屬于cc26xx系列中高性價比的超低功耗2.4-ghz rf器件。cc2630包含運行頻率為48 mhz的32位arm cortex-m3處理器內核，以及搭載arm cortex-m0的rf塊。其中內置的超低功耗傳感器控制器，能夠在系統休眠模式下與外部傳感器交互并收集模擬和數字數據，使得該器件成為了iiot低功耗遠程傳感器節點應用的理想之選。