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工業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
摘要：物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，指的是將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。其含義有兩層意思：第一物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)概念是在互聯(lián)網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，指的是將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。其含義有兩層意思：第一物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)概念是在互聯(lián)網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。
目前，國(guó)際上公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)：
1.感知識(shí)別層：位于物聯(lián)網(wǎng)四層模型的最底端，是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。在這個(gè)層面上，把成千上萬(wàn)個(gè)傳感器或閱讀器安放在物理物體上，比如氧氣傳感器、壓力傳感器、光強(qiáng)傳感器、聲音傳感器等，形成一定規(guī)模的傳感網(wǎng)。通過(guò)這些傳感器，感知這個(gè)物理物體周圍的環(huán)境信息，當(dāng)上層反饋命令時(shí)，通過(guò)單片機(jī)、簡(jiǎn)單或復(fù)雜的機(jī)械可使物理物體完成特定命令。
2.網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層：網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層負(fù)責(zé)向上層傳輸感知信息和向下層傳輸命令。這個(gè)層面就是利用互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)、無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等各種網(wǎng)絡(luò)形式傳遞海量的信息。
3.管理服務(wù)層：主要解決數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)、如何檢索、如何使用、如何不被濫用等問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，這個(gè)層面就是把收集到的信息進(jìn)行有效整合和利用，是物聯(lián)網(wǎng)的精髓所在。
4.綜合應(yīng)用層：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的最頂層，是面向客戶的各類應(yīng)用。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了以數(shù)據(jù)為中心到以人為中心的轉(zhuǎn)換，典型應(yīng)用包括文件傳輸、電子郵件、萬(wàn)維網(wǎng)、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、在線游戲和社交網(wǎng)絡(luò)等，而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以物或物理世界為中心，比如物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)等。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有幾個(gè)方面：
制造業(yè)供應(yīng)鏈管理：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于企業(yè)原材料采購(gòu)、庫(kù)存、銷售等領(lǐng)域，通過(guò)完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系，提高了供應(yīng)鏈效率，降低了成本。空中客車通過(guò)在供應(yīng)鏈體系中應(yīng)用傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大，效率最高的供應(yīng)鏈體系。
生產(chǎn)過(guò)程工藝優(yōu)化：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)線過(guò)程檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測(cè)的能力和水平。生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。
產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控管理：各種傳感技術(shù)與制造技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品設(shè)備操作使用記錄、設(shè)備故障診斷的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過(guò)傳感器和網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，并提供設(shè)備維護(hù)和故障診斷的解決方案。
環(huán)保監(jiān)測(cè)及能源管理：物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在重點(diǎn)排污企業(yè)排污口安裝無(wú)線傳感設(shè)備，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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。電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)解決方案。
工業(yè)安全生產(chǎn)管理：把感應(yīng)器嵌入和裝備到礦山設(shè)備、油氣管道、礦工設(shè)備中，可以感知危險(xiǎn)環(huán)境中工作人員、設(shè)備機(jī)器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，將現(xiàn)有分散、獨(dú)立、單一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)提升為系統(tǒng)、開(kāi)放、多遠(yuǎn)的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知、準(zhǔn)備辨識(shí)、快捷響應(yīng)、有效控制。
物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域面臨的技術(shù)問(wèn)題：
1.工業(yè)用傳感器是一種檢測(cè)裝置，能夠測(cè)量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲(chǔ)的電子信號(hào)或其他形式信息。工業(yè)用傳感器是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用到各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使得各個(gè)設(shè)備都在正?；蛘咦罴褷顟B(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量，但如今沒(méi)有眾多質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的工業(yè)傳感器，無(wú)法建立完整的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)體系。
2.工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一種由大量隨機(jī)分布的、具有實(shí)時(shí)感知和自組織能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，具有低耗自組、泛在協(xié)同、異構(gòu)互聯(lián)的特點(diǎn)。工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是繼現(xiàn)場(chǎng)總線之后工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)技術(shù)，是降低工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)成本，提高工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)，目前該技術(shù)尚未發(fā)展成熟。
3.物聯(lián)網(wǎng)還在工業(yè)過(guò)程建模、工業(yè)集成服務(wù)代理總線技術(shù)、工業(yè)語(yǔ)義中間件平臺(tái)等關(guān)鍵技術(shù)都面臨著考驗(yàn)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。
