近年來，無線網絡成為工控領域中迅速發展的熱點之一，也是工業自動化產品未來的新增長點。顯而易見，在配置、安裝、修改和擴展等方面，無線網絡的成本都低于有線網絡。特別是通過無線網絡可以很方便地接入移動設備，例如在物流過程中的裝載和運輸如若采用無線網絡，將大大提高工作人員的工作效率和精確性。

實際上，作為一類針對某些特定應用、采用專用通信協議的無線傳輸方案早已投用，也起到良好效果。而當前發展的目標是追求無線傳輸在工控領域的普遍應用或成規模應用必須解決的主要問題，即傳輸的確定性、可互操作性、網絡安全和網絡投用的適應性等，而決非個別的解決方案。因此，發展的方向首先是通信協議的標準化。對于可用于現場設備層的無線短程網，采用的主流協議是才問世兩三年的IEEE 802.15.4/ZigBee；而對于適應較大傳輸覆蓋面和較大信息傳輸量的無線局域網，采用的主流通信協議則是IEEE 802.11系列。

無線介質不像有線介質那樣處在一種受保護的傳輸環境之下。在傳輸過程中，它常常會衰變、中斷和發生各種各樣的缺陷，諸如頻散，多徑時延，干擾，與頻率有關的衰減、節點休眠、節點隱蔽和與安全有關的問題等等。不過這些影響無線傳輸質量的因素，都可以通過在ISO通信7層模型的各層中采用適當的機制加以克服或減輕。要注意的是，并不是所有的機制都可以與其他的機制相兼容；或者說，有可能對關鍵性能和屬性產生負面影響。因此，通信系統必須根據其具體的應用現實環境，對各層所采用的機制進行組合優化，以求得最好的綜合通信性能。

在解決了可靠、保密、克服干擾等問題后，又開發了支持這些無線通信協議的物理層和MAC層的收發器芯片，成本也進一步下降。加之近些年來要求設備（包括移動設備）的無線連接的呼聲日趨強烈，這也使得無線系統的增長呈指數增長，預示無線通信也實質性地進入工業控制領域。

現場層的無線通信

無線通信迅速進入工控領域的現場設備層，以下是近年來若干有象征意義的行動和產品，其中一個突破口是現場總線和無線通信技術的結合。

（1）2004年Honeywell推出基于ZigBee無線傳輸協議的無線變送器XYR 5000系列，可精確檢測表壓力、絕對壓力、溫度，還有專為能提供4-20mA接口的各種傳感器轉為無線輸出。
（2）OMRON推出無線連接DeviceNet現場總線主站WD30-ME和從站WD30-SE，最多可支持DI/DO各1600點的通信。已成功應用于豐田汽車裝配線的控制系統中。
（3）德國schild knecht公司推出的無線Profibus-DP產品DE 3000系列，可在主站與多個從站之間建立無線鏈接。其使用的載頻為2.4GHz，數據包 187.5KB，無線通信協議分別是：IEEE 802.11b(數據傳輸率11Mbit)，IEEE 802.11(數據傳輸率1Mbit)，IEEE 802.15.1(數據傳輸率700Kbit)。
（4）美國ISA學會成立《SP100 用于自動化的無線系統標準》委員會，主要面向現場儀表和設備，著重在三方面制定標準：運用無線技術的環境， 無線通信設備和系統技術的生命周期， 無線技術的應用。據悉將在2006年一季度發表文本草案。
（5）HART通信基金會投資開發新的技術能力和工具，無線HART已成為開發重點，正在制定的新技術規范，要求HART無線通信技術保證支持產品的互操作性，與有線HART儀表的無縫連接，提升HART智能儀表的智能和可連接性。預計在2006年初完成規范草案，并與工業無線組織如ZigBee聯盟、SP 100無線委員會協調合作，以確保工作的連續性和均衡性。鑒于HART智能變送器是目前變送器應用的主流（占壓力、差壓和溫度變送器銷售的96%），且用戶都對HART變送器抱有強烈信心，因此無線HART協議無疑具有極好的技術前景和商業前景。

順便指出，低功耗、高可靠性的工業級的無線變送器系列，其降低能耗的潛在能力已為美國政府能源部所看好。他們希望利用無線網絡技術廣泛而實時地跟蹤和監測生產過程，主要針對鋼鐵、電解鋁等6個耗能大的行業，減少甚至杜絕跑冒滴漏，以獲得顯著的節能效果（能耗降低15%）。為此，2004年美國能源部投資一千萬美元與Honeywell公司簽訂一項合同，繼續深入開發XYR 5000系列產品。

為了在過程控制的環境下評估使用無線通信的可行性（包括通信的確定性，延長電池供電壽命的技術措施，采樣時間，網絡的節點數量與拓撲等），ABB利用美國Ember公司和挪威Chipcon公司的無線技術，在瑞典的Boliden加工廠等多個裝置中進行了開環控制和閉環控制的試驗。對于開環控制試驗（如圖1），要求是通過無線傳輸非過程關鍵數據，短數據包，低平均數據率，低功耗；具體應用范圍有：設備管理、狀態檢測、預防性維護和服務應用。結果證明ZigBee完全滿足要求。閉環系統應用的要求是：通過無線通信傳輸過程關鍵數據，短數據包，低平均數據率，低功耗，短遲延，數據包傳送有保證；應用范圍：制造自動化，過程控制。試驗證明：

（1）對于實時數據，當節點較少時，通過網狀拓撲進行5次接力（hop），運行結果很好，在延遲、穩定性和功耗等方面均符合要求。

（2）節點密度對數據包的傳輸存在較大影響（如圖2 ）。節點在50個以內，數據包時間間隔在30s以上丟包率1%以下。這表明如何讓節點密度、數據包間隔時間滿足應用的要求，對ZigBee無線傳輸成功應用于現場層設備是一個巨大挑戰。需要進一步研究開發的問題有：在多跳網絡中保證合理的延遲，穩健的控制算法（如為減少功耗，讓節點保持同步休眠的網絡同步算法）。

在現場層無線網絡中，同樣屬于無線短程網的IEC 802.15.4/ZigBee要比IEC 802.15.1/藍牙更具廣泛的應用前景。這主要是基于以下三個原因：ZigBee的應用開發門檻遠低于藍牙，其最復雜的網絡協調器節點的軟件開發工作量僅為藍牙節點開發的10%，其最簡單的RFD節點的軟件開發工作量僅為藍牙的2%；ZigBee的功耗遠低于藍牙，這是因為就發射的頻寬比來講，ZigBee為0.01，藍牙為0.99，即ZigBee的發射時間只占其周期的1%，而藍牙卻占99%；ZigBee的網絡節點容量遠多于藍牙。

目前能夠提供的收發器并可裝載IEEE 802.15.4/ZigBee協議的芯片的主要有：美國的Freescale（MC13192，MC13193）、Ember（EM2420，EM250內含16位微控制器內核），挪威的Chipcon（CC2420、CC2430內含8位51系列微控制器內核）等。