吳海燕 馬英俠 王世艮

摘要：在機械電連接線生產(chǎn)過程中引入物聯(lián)網(wǎng)技術可以有效提供生產(chǎn)的效率和質量。本文圍繞物聯(lián)網(wǎng)詳細描述了其在生產(chǎn)中的應用，指出了其優(yōu)點。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；機械電連接線；生產(chǎn)；探索

機械電連接線是應用在機械設備上的電線，由于機械設備內(nèi)部連接要求的不同，這些連接線分單芯和多芯，也有分硬芯和軟芯，分類方法很多，種類也很多。對于一根連接線而言，本身就有剝線、定位、裝配等等各種工序，其流程非常繁雜。如果是不同型號而又相似的連接線并行穿插生產(chǎn)的話，由于其工藝參數(shù)存在細小差別，工序步驟存在細微調(diào)整，其生產(chǎn)過程對于經(jīng)驗豐富的生產(chǎn)人員往往也顯得無所適從。

物聯(lián)網(wǎng)技術是近年興起的新型的主要以物為連接對象的傳感、組網(wǎng)技術。它對物體感知和控制的要求是無時不在、無處不在。進一步說，物聯(lián)網(wǎng)能夠感知當前事件的信息，也能夠對當前事件進行提前預警，利用物聯(lián)網(wǎng)技術對生產(chǎn)人員指定時刻的事件進行事前提醒和及時檢查，可有效消除生產(chǎn)過程中的混亂狀態(tài)。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎概述

物聯(lián)網(wǎng)技術是在傳感技術、通信技術、數(shù)字技術等各種現(xiàn)代化技術的基礎上出現(xiàn)的，一般而言，物聯(lián)網(wǎng)技術融合了傳感網(wǎng)和因特網(wǎng)。一個簡單的典型物聯(lián)網(wǎng)模型可以描述為：傳感器獲取物體的實時信息，通過無線傳感器把數(shù)據(jù)信息傳送到網(wǎng)關，然后再由這個網(wǎng)關將數(shù)據(jù)送進因特網(wǎng)，數(shù)據(jù)之后進一步被送進服務器并且存儲起來，終端使用者需要使用這些數(shù)據(jù)時，可以通過網(wǎng)絡調(diào)取，并對數(shù)據(jù)進行相應的處理。而當終端使用者需要對物體進行相應的控制操作時，其路徑大致相反，原理卻大致相同。

傳感器是獲取物體信息的基本手段，從原理角度，這些傳感器有振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器、光電傳感器等等。比如，濕敏傳感器將當?shù)氐目諝鉂穸刃畔⑥D換成微處理器可以識別的電壓信號，然后微處理器對該信號進行相應的采樣、編碼、發(fā)送等工作，經(jīng)過一系列的傳送后，數(shù)據(jù)到達服務器。傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)重要的一環(huán)，存在有線和無線之分，因無線傳感器因其部署靈活、方便而更受歡迎。無線組網(wǎng)技術有藍牙、Zigbee、WIFI等等。WIFI往往具有組網(wǎng)簡單但功耗大、節(jié)點少的特點，Zigbee具有快速自組網(wǎng)、節(jié)點多而技術難度大的特點。網(wǎng)關是不同網(wǎng)絡之間轉換協(xié)議的互聯(lián)設備，是所有設備中相對而言較復雜的一部分，它需要把兩個甚至多個不同網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)協(xié)議進行翻譯、對接。因特網(wǎng)是當今社會高度信息化的重要特征，現(xiàn)代因特網(wǎng)的主干網(wǎng)、城域網(wǎng)絕大多數(shù)都是光纖網(wǎng)絡，速度快，容量大，而因特網(wǎng)的“最后一公里”則是百花齊放，有光纖到戶、DSL等等。現(xiàn)代因特網(wǎng)的穩(wěn)定性非常高，主干網(wǎng)極少斷網(wǎng)，局域網(wǎng)一般也很少出現(xiàn)故障，從采集物體的傳感器到服務器，數(shù)據(jù)傳送的通道是穩(wěn)定、可靠的。服務器是整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)的服務器必須有固定IP地址對應，或者通過一些技術手段進行相應的映射，由于云技術的興起，數(shù)據(jù)直接被送入云端，相當于是互聯(lián)網(wǎng)上一個移動的存儲服務器。[13]

二、物聯(lián)網(wǎng)技術在機械電連接線生產(chǎn)中的應用

在機械電連接線生產(chǎn)中，我們需要知道哪個工人在哪個時刻在對哪個工件實行哪個工序，在某些時候需要在事件發(fā)生前對某個事件進行相應的提醒。時間可以服務器從計算機上自動獲取，只要校準計算機的時間就可以了。工人信息、工件信息、工序信息我們都從掃描二維碼獲得，即給每個工人、每個工件、每個工序（工序和工位，每個工位有唯一二維碼）分配一個特定且唯一的二維碼。在部分測試環(huán)節(jié)，還需要測試數(shù)據(jù)的獲取，比如，多芯線的生產(chǎn)過程中，希望知道哪根線的哪個芯發(fā)生了故障，并在后臺服務器進行記錄，這時測試設備充當了傳感器的角色。無線傳感網(wǎng)，使用Zigbee進行自組網(wǎng)，由于Zigbee技術的發(fā)展，CC2530這一Zigbee器件被眾多廠商制作成固定的模塊，只要根據(jù)其提供的通信協(xié)議通過232接口與CC2530內(nèi)嵌的51單片機進行通信就可以實現(xiàn)Zigbee幾乎所有的功能，而Zigbee可連接多達65000個節(jié)點，足夠一個超級復雜的生產(chǎn)過程了。Zigbee終端節(jié)點將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)關，網(wǎng)關再對相關的數(shù)據(jù)進行識別、過濾和轉發(fā)。網(wǎng)關的上一層網(wǎng)絡即為因特網(wǎng)，符合TCP/IP協(xié)議，下一層網(wǎng)絡即要求符合Zigbee協(xié)議，為此，我們選擇微芯的PIC18F97J60單片機作為網(wǎng)關的主控芯片，單片機只需要極少的元器件就能接入因特網(wǎng)，而其232接口直接和一個Zigbee模塊相連接，這個Zigbee模塊通常設置為協(xié)調(diào)器模式。Mysql被用來建立數(shù)據(jù)庫服務器，其服務器所在的地方有固定IP對應，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)在有因特網(wǎng)的地方均能夠查詢，而對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的寫入、后臺數(shù)據(jù)的管理則由和數(shù)據(jù)庫服務器處于同一臺機器的后臺程序執(zhí)行，后臺程序對網(wǎng)關傳送過來的數(shù)據(jù)進一步進行識別、處理，然后寫入數(shù)據(jù)庫。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術應用在生產(chǎn)過程中的優(yōu)點

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術在生產(chǎn)中的應用可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控

由于每一個工人、每一個工序、每一個工件都對應一個傳感輸入，而時間則是有服務器計算機持續(xù)提供，可以說，物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)生產(chǎn)過程的工人、工序、工件、工時的四維輸入，這樣生產(chǎn)過程中的所有信息都會被清晰記錄。必要的提醒也必然會由系統(tǒng)實時給出。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術提供了產(chǎn)品生產(chǎn)的可追溯性

生產(chǎn)過程有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)全程記錄，一旦產(chǎn)品的質量出現(xiàn)問題時，就可以非常準確、迅速地找到問題的所在。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術搜集的數(shù)據(jù)可以為生產(chǎn)決策和生產(chǎn)優(yōu)化提供強有力的數(shù)據(jù)支撐

掌握了生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，可以進一步借助大數(shù)據(jù)的分析手段優(yōu)化工作量的安排，也可以優(yōu)化生產(chǎn)任務的調(diào)度、人員的管理、生產(chǎn)工具的配置。如此，可以增加生產(chǎn)的效率。

四、結語

針對機械電連接線生產(chǎn)的復雜性，本文嘗試引入物聯(lián)網(wǎng)技術，討論了物聯(lián)網(wǎng)技術自身的結構特點以及機械電連接線生產(chǎn)過程中的物聯(lián)網(wǎng)應用概況，并進一步指出了物聯(lián)網(wǎng)技術在機械電連接線生產(chǎn)過程中具備的優(yōu)點。

參考文獻：

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[3]田立勤，林闖，張琪，等.物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測拓撲可靠性設計與優(yōu)化分析[J].軟件學報，2014（8）：16251639.

作者簡介：吳海燕（1985），女，江蘇海門人，主要從事生產(chǎn)計劃和技術管理的工作。