引言

　　在工业环境中，各种现场设备的数据采集，其相互间的数据传送、信息共享以及控制信号的收发基本上都采用电缆进行通信。尽管现场总线技术的成熟极大地减少了现场电缆的敷设数量，正逐渐代替传统的DCS技术。但在某些工业现场中存在着大量移动设备，如空中起重机使之很难在空中布线，在加固混凝土的地板下面也无法敷设电缆，货运通道也不便在地面布线。甚至在高温高压等特殊工业环境中，往往不能敷设连到计算机的电缆，现场设备间无法通过有线进行相互间的通信，这给传统的有线连接方式提出了挑战。

　　无线通信技术与现场总线技术有机集成，有效地解决了工业现场面临的诸多难题。

　　EPA标准概述

　　EPA系统结构
EPA系统是一种分布式系统，有三种子网：基于以太网(IEEE802.3)、无线局域网(IEEE802.11)和蓝牙(IEEE802.15)的子网：

　　1)一个或多个基于以太网的EPA子网，兼容IEEE802.3协议；
2)一个或多个基于无线局域网的EPA子网，兼容IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g协议；
3)一个或多个基于蓝牙技术的EPA子网，兼容IEEE802.15协议。

　　EPA系统中的网段也可以是不同类型的子网，即两种或三种的结合。如基于以太网和无线局域网的两种子网组成的混合网段。其EPA系统的网络拓扑结构如图1所示。

图1　EPA系统的网络拓扑结构

　　基于无线局域网的EPA网络控制系统
EPA标准制定工作组通过对适用于工业现场控制的无线局域网关键技术的研究，提出了支持无线局域网技术的实时分布式网络控制系统体系结构。该体系结构结合工业现场环境的特点，考虑了基于无线局域网的EPA控制网络的实时性、可变传输率下的通信性能、无线传输距离、无线通讯的抗干扰性和无线通讯的安全性等方面的问题，开发了基于EPA的无线分散控制站。EPA无线分散控制站由IO模块控制卡、EPA无线通信卡两部分组成。两块板卡通过IO模块控制卡上的双端口RAM交换数据，通过中断触发数据读写操作，达到通信效果。

　　基于Linux的EPA无线通信卡

　　EPA无线通信卡使用AT91RM9200控制器并通过USB接口加载符合802.11b协议的无线传输模块，操作系统为Linux系统。

　　基于Linux的EPA无线通信卡的工作原理
EPA无线通信卡运行着EPA协议栈和功能块(MAI、MAO、MDI、MDO)等。使用向IO模块控制卡发中断及响应IO模块控制卡中断的方式，通过IO模块控制卡来配置、读取和控制现场设备。EPA无线通信卡与IO模块控制卡之间数据传输是直接通过读写IO模块控制卡上的双端口RAM实现的。EPA无线通信卡通过其上面的USB接口加载了符合802.11b协议的无线传输模块，通过该模块实现与EPA有线网络相连，使其与相应的EPA工作站通信，其结构示意图如图2所示。

图2　基于Linux的EPA无线通信卡的结构示意图