肖云龍++吳英標(biāo)++邵亮

[摘 要]物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應(yīng)用前景和商業(yè)價值而受到各國政府、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國工業(yè)自動化中的應(yīng)用前景是極其廣闊的，通過發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將極大提升工業(yè)控制領(lǐng)域的節(jié)能減排，實現(xiàn)智能工業(yè)的全面升級。本文探討了物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)？及其在工業(yè)自動化中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；工業(yè)自動化；應(yīng)用

中圖分類號：TN929.5；TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0064-01

物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應(yīng)用前景和商業(yè)價值而受到各國政府、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)水平已處于世界前列，中科院早在10年前就啟動了傳感網(wǎng)研究，先后投入數(shù)億元，目前中國與德國、美國、英國、韓國等國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主要國家之一。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)（The Things Of Internet）被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，代表了新一代信息發(fā)展技術(shù)，被世界各國當(dāng)作應(yīng)對國際金融危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點技術(shù)領(lǐng)域。所謂物聯(lián)網(wǎng)是將無處不在的末端設(shè)備設(shè)施，諸如傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓宇系統(tǒng)、家庭智能電器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、紅外感應(yīng)器以及智能塵埃等，通過通信網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，采用合適的信息安全保障機(jī)制，讓所有物品均能夠彼此“交流”、為人類提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、安全防范、決策支持、遠(yuǎn)程控制以及自動識別等服務(wù)功能，最終實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、低碳”的“管、控、營”一體化。

二、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）全球定位系統(tǒng)。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時和測距，從而實現(xiàn)物體的精確定位。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間部分——GPS星座；地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分——GPS？信號接收機(jī)。

（2）傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感器是機(jī)器感知物質(zhì)世界的“感覺器官”，能夠探測、感受外界的信號、物理條件或化學(xué)組成，？并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。目前傳感器節(jié)點技術(shù)的研究主要包括傳感器技術(shù)、RFID？射頻技術(shù)、微型嵌入式系統(tǒng)。其中傳感器技術(shù)是研究的重點，？因為傳感器節(jié)點技術(shù)是傳感網(wǎng)信息采集和數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)和核心，？而傳感器技術(shù)則是傳感器節(jié)點技術(shù)的前提。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的傳感器正逐步實現(xiàn)微型化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化，朝著智能傳感器、web？傳感器的方向發(fā)展。

（3）智能技術(shù)。智能技術(shù)是為了有效地達(dá)到某種預(yù)期的目的，利用知識所采用的各種方法和手段。通過在物體中植入智能系統(tǒng)，可以使得物體具備一定的智能性，能夠主動或被動地實現(xiàn)與用戶的溝通，也是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。主要的研究內(nèi)容和方向包括：人工智能理論研究、先進(jìn)的人-機(jī)交互技術(shù)與系統(tǒng)、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)、智能信號處理。

（4）組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)。傳感器組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能的紐帶，主要研究方向包括：構(gòu)建新型分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)；？基于分布式感知的動態(tài)分組技術(shù)；實現(xiàn)高可靠性的物聯(lián)網(wǎng)單元冗余技術(shù)；？無縫接入、斷開和網(wǎng)絡(luò)自平衡技術(shù)。

（5）新材料技術(shù)。新材料是指那些新近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有比傳統(tǒng)材料的性能更為優(yōu)異的一類材料。為了進(jìn)一步提高傳感器的性能，？新材料技術(shù)是不可或缺的。物聯(lián)網(wǎng)新材料技術(shù)的研究主要包括：使傳感器節(jié)點進(jìn)一步小型化的納米技術(shù)；提高傳感器可靠性的抗氧化技術(shù)；減小傳感器功耗的集成電路技術(shù)。

（6）射頻識別技術(shù)RFID。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別過程無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國工業(yè)自動化中的應(yīng)用前景是極其廣闊的，并且這方面的的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為應(yīng)用領(lǐng)域的熱點技術(shù)。通過發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將極大提升工業(yè)控制領(lǐng)域的節(jié)能減排，實現(xiàn)智能工業(yè)的全面升級。工業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。

在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被應(yīng)用于各個行業(yè)的生產(chǎn)制造的每一個環(huán)節(jié)當(dāng)中，利用安裝了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備，通過采集數(shù)據(jù)、生產(chǎn)檢測來控制產(chǎn)品質(zhì)量和原材料消耗等情況。這樣就可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械生產(chǎn)，由此而建立無人工廠，從而提高企業(yè)生產(chǎn)自動化水平、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，為企業(yè)節(jié)約更多的資本投入。

在安全生產(chǎn)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在已成為各個生產(chǎn)領(lǐng)域能夠保障安全生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，在生產(chǎn)過程中，通過建立了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備來對實行生產(chǎn)的工人、進(jìn)行生產(chǎn)的機(jī)器、以及生產(chǎn)的環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)控，并對調(diào)配人員，故障診斷潛在隱患和人員的定位跟蹤等等都能夠及時掌握，及時上報，以便能夠在危機(jī)出現(xiàn)時及時消除，及時報警，并在第一時間里，對于身處在危機(jī)中的工人進(jìn)行緊急營救，從而在最短時間內(nèi)就解決危機(jī)以減少人身安全和經(jīng)濟(jì)上的損失。

在生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平。生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護(hù)水平不斷提高。鋼鐵企業(yè)應(yīng)用各種傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度的實時監(jiān)控，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。

在節(jié)能減排領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于電力、化工等耗費能量高，污染高的行業(yè)當(dāng)中，并且在應(yīng)用的過程中有效地起到了節(jié)能減排的作用。在這些行業(yè)中通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，利用其中的傳感裝置對其進(jìn)行監(jiān)測，并對于生產(chǎn)過程中的用電量進(jìn)行監(jiān)測和控制，從而有效地起到了節(jié)能減排的作用。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來建立污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)，針對工業(yè)生產(chǎn)過程中所排放的污染物指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測和實時監(jiān)控，為優(yōu)化凈化系統(tǒng)提供重要的數(shù)據(jù)根據(jù)。在重點排污企業(yè)排污口安裝無線傳感設(shè)備，不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以遠(yuǎn)程關(guān)閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。

在經(jīng)營管理環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在經(jīng)營管理環(huán)節(jié)當(dāng)中主要是應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理和生產(chǎn)管理兩個環(huán)節(jié)當(dāng)中。在這兩個環(huán)節(jié)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅能減少成本，還能夠提高相關(guān)工作人員的工作效率，提高企業(yè)管理的智能化水平。

在產(chǎn)品信息化領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化的應(yīng)用上，不僅提高了產(chǎn)品的性能和功能，提高了產(chǎn)品的價值，并且可以通過物聯(lián)網(wǎng)來實行遠(yuǎn)程控制，對周邊的情況進(jìn)行實時監(jiān)測，同時還能夠通過信息化管理來推動工業(yè)信息化的發(fā)展，為工業(yè)企業(yè)注入新的力量。

綜上所述，在我國推行工業(yè)化與信息化大融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將會是各行各業(yè)信息化的一個突破口。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用將是我國工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的重要機(jī)遇。工業(yè)是我國耗能污染大戶，推行節(jié)能減排，倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，重點在工業(yè)。通過以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息領(lǐng)域革命技術(shù)來改造傳統(tǒng)工業(yè)，是我國低碳工業(yè)和智能工業(yè)發(fā)展的迫切需求和必由之路。

參考文獻(xiàn)

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