王現(xiàn)富

摘要：當(dāng)前，我國(guó)信息技術(shù)迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代已經(jīng)到來，智能標(biāo)簽作為一個(gè)載體已經(jīng)成為了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識(shí)，起到了實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，推動(dòng)人、機(jī)、物交互的重要作用。一些智能標(biāo)簽成功應(yīng)用于部分智能工廠之中，但想要實(shí)現(xiàn)智能標(biāo)簽的大規(guī)模應(yīng)用還需要解決成本、通信、定位等許多問題，需要專業(yè)人員不斷進(jìn)行探索研究才能取得良好的成果。本文在工業(yè)制造的前提下，研究智能標(biāo)簽體系的關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)計(jì)方案與未來挑戰(zhàn)，希望能幫助大家獲取新的思路。

關(guān)鍵詞：智能標(biāo)簽;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí);系統(tǒng)設(shè)計(jì)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識(shí)在于同工業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的實(shí)質(zhì)物體與虛擬物體的身份認(rèn)證，極大程度上推動(dòng)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的信息互聯(lián)互通。我國(guó)如今的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系正在向多級(jí)架構(gòu)演變，由國(guó)際根節(jié)點(diǎn)、國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn)、公共遞歸解析節(jié)點(diǎn)層層遞進(jìn)，不斷發(fā)展。隨著時(shí)代的前進(jìn)與技術(shù)的創(chuàng)新，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)在逐漸發(fā)展的過程中受到了更多人的關(guān)注[1]。

一、智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了需要滿足不同互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的個(gè)性化需求之外，還需要考慮功能需求，包括同工廠內(nèi)不同地方的智能標(biāo)簽進(jìn)行信息交換、能夠通過遠(yuǎn)程管理實(shí)現(xiàn)控制智能標(biāo)簽、采用恰當(dāng)?shù)姆绞较蛴脩暨M(jìn)行信息反饋、借助智能標(biāo)簽來獲取請(qǐng)求、利用數(shù)據(jù)分析進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)任務(wù)[2]。智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能模塊包含：通信模塊、識(shí)別模塊、管理模塊、傳感和驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、顯示模塊、電源模塊。以傳統(tǒng)標(biāo)簽作為對(duì)比，智能標(biāo)簽具備實(shí)現(xiàn)關(guān)注、刪除關(guān)注、實(shí)現(xiàn)更新、刪除關(guān)系等特殊功能。

二、智能標(biāo)簽系統(tǒng)的通信架構(gòu)

在不同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，智能標(biāo)簽系統(tǒng)的需求也會(huì)發(fā)生變化，開發(fā)研究支撐智能標(biāo)簽系統(tǒng)的通信架構(gòu)是一道難題。比如說，智能標(biāo)簽長(zhǎng)時(shí)間處于睡眠狀態(tài)可以有效節(jié)約能源，但智能標(biāo)簽需要能夠被定期、及時(shí)喚醒才能提升處理任務(wù)的質(zhì)量與效率[3]。由此可見，相關(guān)研究人員在研究過程中需要在節(jié)能與響應(yīng)延遲之間做出選擇。如果想要實(shí)現(xiàn)智能標(biāo)簽及時(shí)響應(yīng)就會(huì)耗費(fèi)更多不必要的能源，如果想要進(jìn)一步節(jié)約能源就會(huì)導(dǎo)致智能標(biāo)簽的響應(yīng)出現(xiàn)延遲。

三、智能標(biāo)簽的關(guān)鍵技術(shù)

智能標(biāo)簽系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)功能需求需要依靠現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，主要包括識(shí)別與通信技術(shù)、定位技術(shù)和信息處理技術(shù)[4]。識(shí)別與通信技術(shù)是較為常見常用的智能標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)，識(shí)別與通信技術(shù)的標(biāo)簽系統(tǒng)內(nèi)含有一個(gè)閱讀器與標(biāo)簽，兩者能夠?qū)崿F(xiàn)不需電池供電的信息交互。定位技術(shù)是標(biāo)簽識(shí)別和通信的基礎(chǔ)條件，目前以無線通信為前提的定位技術(shù)大致分為三大類：借助接收信號(hào)強(qiáng)度指示符實(shí)現(xiàn)定位、指紋識(shí)別定位和利用到達(dá)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間差進(jìn)行定位。信息處理技術(shù)普遍應(yīng)用于人們的生活之中，許多電子器件都具有信息處理的功能，此類電子器件能夠嵌入智能標(biāo)簽中。微處理器常常被選為智能標(biāo)簽的信息處理單元，因?yàn)槲⑻幚砥鞑粌H具備一定的計(jì)算能力，進(jìn)行編程操作時(shí)也只需要耗費(fèi)很少的能量。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)的未來挑戰(zhàn)

智能標(biāo)簽技術(shù)有機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)標(biāo)簽技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、無線通信技術(shù)與傳感器技術(shù)。社會(huì)發(fā)展至現(xiàn)階段，信息技術(shù)改變了人們的生產(chǎn)生活方式，影響了人們生活的方方面面，智能標(biāo)簽雖然時(shí)常被應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域之內(nèi)，但仍然屬于一種新興技術(shù)，需要更多專業(yè)人員為之不懈努力進(jìn)行研究才能使其獲得發(fā)展，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。如今的智能標(biāo)簽主要面臨著以下六種挑戰(zhàn)：環(huán)境條件的影響、準(zhǔn)確的室內(nèi)定位、通信能力的限制、讀取距離與能耗優(yōu)化及電池壽命、成本、可擴(kuò)展性。每個(gè)地區(qū)的自然環(huán)境都是不同的，都有著自己的特性，而智能標(biāo)簽操作會(huì)被溫度、濕度、鹽度、酸堿度等自然環(huán)境參數(shù)所影響[5]。金屬設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中的常見物品，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，但金屬設(shè)備會(huì)極大干擾傳統(tǒng)無線通信。工業(yè)環(huán)境具備一定的特殊性，如將電磁定位系統(tǒng)應(yīng)用于金屬環(huán)境中會(huì)明顯降低其精準(zhǔn)度。在某些工業(yè)場(chǎng)景內(nèi)，智能標(biāo)簽很難實(shí)現(xiàn)精確定位。除此之外，智能標(biāo)簽還受到成本、電池壽命等因素的限制。由此可見，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)還有很大的上升空間，需要更多專業(yè)人員去進(jìn)行探索研究才能取得更為理想的成果。

結(jié)語：智能標(biāo)簽在傳統(tǒng)標(biāo)簽的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展，提倡實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，支持同人、機(jī)、物交互，能夠有效促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，具備極大價(jià)值，值得相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)用推廣。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)在擁有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也存在許多不足，既存在許多發(fā)展機(jī)遇也面臨著一定的挑戰(zhàn)，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，具有不可替代的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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