各行各業的很多技術標準中，往往并存多項子標準，不同國家、不同的制造商推出不同子標準的產品。享有共同利益的國家、制造商抱成一團，力推自己的子標準，拓展該子標準的應用領域，以擴大其影響范圍。這種狀況造成的后果是各自為政，各受其害。以火車的軌距為例，據說全球有三十幾種標準，常見的有米軌(1000mm軌距)、準軌(1435mm軌距)、寬軌(1524mm軌距)。美、中、日、韓及大部分歐洲國家都采用準軌。車不同軌，就無法直接連通，所以現在中歐班列運行途中要有一次或兩次換軌，這就是人為的障礙。
自動化行業也是這樣。以現場總線標準為例，國際上較有影響的現場總線就有四十多種，列入IEC 61158第二版的現場總線標準多達八種，到第三版時又增加了兩種，這還不包括列入設備層現場總線和控制器局域網、交通工具局域網的多種現場總線。雖然很多用戶曾寄希望于統一的現場總線標準，但實際上由于技術原因和利益驅動，用戶的期望一直未能實現。如愛默生過程管理公司主推的FF現場總線標準在過程自動化應用頗多；而西門子公司Profibus現場總線早期主要用于工廠自動化，為擴展其影響，西門子在Profibus-DP的基礎上又開發出Profibus-PA以適用于過程自動化。用戶如果同時使用了FF、Profibus-PA兩類現場總線設備，就必須分別使用這兩類現場總線的接口(如總線模塊、耦合器等)與上位控制系統連接，沒有對應的現場總線接口或想在同一個網段上接入不同現場總線設備是行不通的。
過程自動化行業無線通信標準也存在這個問題。國際電工委員會先后批準了三個標準: WirelessHART、WIA-PA和ISA100.11a。這就在工業無線領域形成了三個標準共存的局面，由此帶來了標準之間互通性差、多標準支持設備研發周期長、成本等問題。
大多數工業無線網絡的潛在用戶可能會選擇三種主流無線技術中的一種，并接受這種排它性的選擇-要么是ISA100.11a，要么是WirelessHART，要么是WIA-PA。
在許多情況下，這種選擇可能是他們選擇分散控制系統的直接結果。比如選擇了艾默生過程管理公司的Delta V DCS，就要用WirelessHART；選擇了霍尼韋爾公司的Experion DCS，就要用ISA100.11a。這樣的結果有時讓用戶非常煩惱：他們選擇的現場儀表供應商所支持的無線通信標準，和他們選擇的DCS供應商所支持的無線通信標準并不一致。
1、自動化行業無線通信標準融合的方式分析
2012年12月，FF宣布與國際自動化學會自動化標準委員會ISA100合作，提出了一個通用的框架，允許多個工業通信協議通過共享無線集成架構在過程自動化系統中運行，使現場總線連接到遠程I/O模塊和ISA100.11a、WirelessHART、有線H1協議集成到單一的標準化環境中。其被稱為基金會的遠程操作管理ROM，是通過第三方的開放融合，以便為用戶提供更高的可靠性和更低成本的遠程操作。這個框架保持了“基礎設施”戰略，而不是試圖在無線設備水平方面競爭。2013年9月，現場總線基金會宣布，已發布了用于訪問ISA100.11a傳感器模塊的無線設備的現場總線基 金 會初步規范(preliminary specification，PS)。該規范定義了ISA100.11a設備到基金會現場總線的接口。
按用戶的意愿和基金會的遠程操作管理ROM的框架，設想有以下幾種自動化行業無線通信標準融合的方式：
①無線網絡各自的無線網絡接入設備，往下接收不同無線通信標準現場設備的信號，往上分別接入控制系統。雖然小的無線網絡分屬不同無線通信標準，但大的網絡兼容了不同無線通信標準。
②無線網絡接入設備固件中嵌入WirelessHART、WIA-PA和ISA100.11a中的三個或兩個無線通信標準的通信棧。與每個標準相關的現場設備的數據經接入設備被路由到各自的網絡管理器(network manager，NM)或系統管理器(system manager，SM)。
③在無線網絡接入設備固件中嵌入多個無線通信標準的通信棧基礎上，開發融合多個無線通信標準的管理器。這樣所有無線現場設備的路由、通信、信道分配和時間槽的使用統一由一臺智能網絡管理器控制。這種融合方式可以理解為最底層的無線通信網絡中三大標準的無線現場設備共存，但往上就只有統一的接入設備、統一的管理器。
④無線通信標準統一，即無線現場設備的通信協議、接入設備、管理器統一。
按上述次序，融合等級逐步升高，第一種方式相對容易做到，只是應用的實例很少；第二種方式需要采用的設備較多，網絡的通信管理也欠合理；第三種方式實現了共存，用戶可以接受；第四種方式是我們真正期望的，但也是最難實現的。
2、自動化行業無線通信標準融合的可能性
多種無線通信技術標準的融合既是過程行業用戶一致的要求，也是無線通信標準發展的一個大趨勢，它可以提供遠程操作的更高可靠性和更低成本。三大標準合作的技術基礎原本是存在的。 因為WirelessHART、WIA-PA和ISA100.11a的物理層都基于IEEE 802.15.4，都在2.4GHz的頻譜中工作，并采用某種形式的跳頻技術，提供芯片和通信協議棧的商家往往同時提供這幾種技術的部件。而在WirelessHART、WIA-PA、ISA100.11a三 大標準和ISA國際自動化學會的ISA100工業無線標準化工作委員會的內部，還包括很多相同的會員。
但實際上三大標準差別很大，無法相互兼容。以WirelessHART和ISA100.11a標準為例。WirelessHART標準是由HART通信基金會較早創立，它的意愿是通過無線網絡，盡可能簡單地傳輸HART數據，并可通過常見的HART工具和方法來安裝和管理數據。ISA100.11a標準則是由來自超過250個國家的專家所組成的一個開放標準組織，是一種基于無線網絡的電信協議，用于過程數據的輸出，并盡可能滿足多種應用要求。它的設計主要是為了實現高效的、以EDDL為標準的現場總線數據的傳輸。
所以自動化行業無線通信標準融合在技術上有基礎，但又有一定的難度。
3、無線通信標準融合技術的發展
無線通信標準融合技術的開展大體可分為三個方面: ISA100.12工作組、NAMUS融合工作組和制造商工作組。
3.1 ISA100.12工作組
在WirelessHART、WIA-PA和ISA100.11a問世之初，在ISA名下成立ISA100.12工作組，負責尋找WirelessHART和ISA100.11a無線標準融合的技術途徑。當時認定實現無線標準融合技術途徑的唯一方法是發布提案申請，后有3個團隊提出申請。但最終這些團隊沒有解決以下核心問題: 網絡規范的定義能夠取代ISA100.11a和 WirelessHART及提供兩個現有網絡的反向兼容。代表ISA100.11a和WirelessHART供應商的兩個團隊都不能接受修改自己基礎網絡的要求，因此無法達成任何妥協協議。其原因非技術方面，而是集中在營銷效應方面。2013年，ISA100.12工作組已決定放棄在無線通信技術標準融合方面的努力。
3.2 NAMUS融合工作組
幾乎就在同一個時間段，以德國測量與控制標準委員會(NAMUS)為首的用戶組織經過研究，發布了NE133“無線傳感器網絡: 對現有標準的融合要求”報告，希望三種工業無線國際標準能夠融合為單一的標準，從而方便全球工業物聯網設備和網絡的部署。為了響應用戶需求，成立了融合工作組負責融合技術的研究與標準制定。2010年8月，在倫敦的Heathrow(希思羅)機場召開了工作組第一次會議，工作組即以希思羅命名。2011年 3月底，在瑞士的融合工作組會議形成備忘錄決定成立技術工作組。基于在工業無線領域的技術優勢，重慶郵電大學是希思羅工作組的五名核心成員之一和技術工作組主要成員，長期參加工業無線融合標準的制定。目前，該工作組已經起草了工作組的Position Paper，完成了議事規則的制定，完成了對三個標準的前期分析、融合框架及路線圖的制定，達成分三步開展工作的共識。
希思羅工作組融合工業無線標準第一步方案如圖1所示。分析圖1的共存方案，應該是由三大標準的網關借助骨干網通過各自的接入點AP或路由器(BBR、RTR)分別接入三大標準各自的網絡，然后再通過網關有線接入上位控制系統。
圖1 希思羅工作組融合工業無線標準第一步方案
第二步完成漸進式融合。第三步以單一的ISO/OSI層過程儀表協議的現場設備、統一的連接點、統一的網關實現標準的最終融合。這里的現場設備、接入點、網關均以希思羅令名，如希思羅現場設備、希思羅連結點、希思羅網關。希思羅工作組融合工業無線標準第三步方案如圖2所示。
圖2 希思羅工作組融合工業無線標準第三步方案
3.3 制造商的工作
作為ISA100的核心成員單位，美國尼維斯(Nivis)公司以其管理和優化網狀網絡的軟件而聞名，同時在利用ISA100.11a、WirelessHART和6LoWPAN開發基于標準的無線網狀通信堆棧方面擁有豐富的知識。尼維斯公司是目前能同時提供ISA100.11a和WirelessHART兩種流程行業無線產品供應商，其無線節點和路由器用在ISA100.11a和WirelessHART的型號是相同的，使用戶能夠在單一的硬件上運行任何一種標準。如VersaRouter910路由器既支持ISA100.11a標準，也支持WirelessHART標準，擁有在同一平臺上運行的軟件。因此VersaRouter910是一個雙啟動(dual boot)硬件，是集全功能于一身、專門為客戶提供無線解決方案設計的工業級無線主干路由器。
尼維斯公司還生產VersaNode 210和VersaNode 310雙棧無線通信模塊，可供廠商將其集成到無線變送器中。雙棧無線通信模塊再通過雙棧AP接入點接入信息后，與每個通信標準相關的數據被路由到它自己的NM或SM。稍后推出的VersaManager 3000系統管理器，結合了ISA100.11a NM和WirelessHART SM的管理器功能，可統一調度路由、通信、信道分配和時間槽的使用，可排除不同網絡之間的干擾，然后通過一臺接口與主機通信。 2010年6月22日，尼維斯公司宣布發布新型WirelessHART網關。其雖然被稱為WirelessHART網關，但卻創新地采用了基于WirelessHART和ISA100.11A無線通信標準的雙協議解決(dual protocol solution， DPS)方案。通信堆棧和硬件將同時支持這兩種協議，無線網絡也能同時集成這兩種類型的設備。
2013年4月16日，尼維斯公司又宣布，該公司將開放其ISA100.11a和Wirelesshart軟件平臺的開源產品，將包括ISA100.11A和WirelessHART所有軟件的組件: 即ISA100.11A 的現場設備、主干路由器、網關、系統管理器、安全管理器和WirelessHART的現場設備、接入點、網關、網絡管理器和安全管理器，是同時擁有ISA100.11A和WirelessHART堆棧的公司，并通過了各自的標準管理機構的認證。
羅馬尼亞控制數據系統(control data systems，CDS)公司收購了尼維斯公司的工業無線技術及相應的產品，仍保留尼維斯公司原有ISA100.11a 和WirelessHART無線產品的型號和功能。
2017年6月20日，愛默生過程管理公司宣布了一種新的雙模無線網關，支持IEC 62951 WirelessHART和ISA100.11A工業無線通信標準。所采用的方案是集成到Cisco 1552WU的雙模無線網關。 而Cisco 1552WU是一種結合了WirelessHART和WiFi解決方案的工業加固無線解決方案。這一新產品擴展了愛默生的無線產品組合，為客戶提供了一種簡單的方式，可以利用許多供應商提供的WirelessHART和ISA100.11a工業無線通信標準的無線技術。
2018年3月，霍尼韋爾公司在資料中介紹: 在符合ISA100.11a標準的OneWireless產品中，給無線Cisco Aironet 1552S節點設備和現場設備接入點(field device access point，FDAP)賦予多協議、多應用、多標準現場無線網絡新的功能。
Cisco Aironet 1552S節點設備具備兼容IEEE 802.11a/n(5GHz)和802.11b/g/n(2.4 GHz)的三個兩段式射頻，還具備以太網、光纖以及小型可插拔(SFP)回程選項，可為ISA100.11a和WirelessHART現場儀表、使用平板計算機等設備的WiFi客戶端和以太網設備等提供完美的解決方案。節點設備內配有ISA100.11a和WirelessHART多協議的無線通信，可為無線傳感器網絡傳輸提供回程鏈路。
Cisco Aironet 1552S可提供單盒式解決方案，并且無需使用兩個獨立的無線網絡(一個用于802.11n網絡，另一個用于無線傳感器網絡)。FDAP可以作為接入點、路由器或網關使用，現在可用于接入ISA100.11a和WirelessHART現場儀表，還可將無線網絡覆蓋范圍擴大。霍尼韋爾公司OneWireless多協議無線網絡如圖3所示。圖3中，有2臺現場設備接入點FDAP，右側的一臺接入WirelessHART現場儀表信號；左側的一臺以有線以太網方式接入一臺控制設備(PLC)的信息，然后 以ISA100.11a無線方式將信息傳送到Cisco Aironet 1552S節點設備。這臺Cisco Aironet 1552S節點設備與其左側的另一臺Cisco Aironet 552S節點設備作為根接入點與Experion控制系統有線連接。Cisco Aironet 1552S節點設備，它以三種無線方式分別與三臺無線現場設備通信: 與WirelessHART現場儀表以WirelessHART無線方式通信，與ISA100.11a現場儀表以ISA100.11a無線方式通信，與手持式現場巡檢儀以WiFi無線方式通信。而在Cisco Aironet 1552S節點設備之間，則以IEEE 802.11無線回傳方式通信。
圖3 霍尼韋爾公司OneWireless多協議無線網絡
綜上所述，無論是由國際自動化學會組織的ISA100.12工作組，還是由用戶組織的NAMUS融合工作組，皆以標準的統一為目標，可能會觸動制造商的利益，后續工作難以繼續。而來自制造商的工作，雖然能達到融合的目標，但多以標準的兼容為手段。但無論最終走到哪一步，無線通信標準還是走在現場總線的前面，雖然未能做到標準的統一，但至少做到了標準的融合。
在三大無線通信標準誕生之后，用戶就極力呼吁“無線通信標準的融合統一”。這項工作歷經周折，專門成立的融合工作小組因意見分歧太大而終止工作。但在用戶多年極力推動下，一部分生產廠商不斷努力，朝融合方向前進的無線通信產品架構終于問世。這可看成是自動化行業無線通信技術獲得突破的一個標志。
