物联网的主要技术有哪些?

物联网的主要技术有哪些?,第1张

传感器技术:价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石,物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如,微型化:元器件的微小型化,要求节约资源与能源;智能化:具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术;低功耗与能量获取技术:供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。\x0d\●设备兼容技术:大部分情况下,企业会基于现有的工业系统建造工业物联网,如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容,兼容关键是标准的统一。目前,工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议,已经较好地解决了兼容性问题,大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来,随着工业无线传感器网络应用日渐普遍,当前工业无线的WirelessHART、ISA100.11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802.15.4无线网络协议,并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议,丰富了工业物联网系统的组成与功能。\x0d\●网络技术:网络是构成工业物联网的核心之一,数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络,有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中,能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术,无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低,有利于传感器功能的扩展,因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。\x0d\传统的有线网络技术较为成熟,在众多场合已得到了应用验证。然而,当无线网络技术应用于工业环境时,会面临如下问题:工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络,工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段,它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足,提供了高可靠性、高实时性以及高安全性,主要技术包括:自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。\x0d\●信息处理技术:工业信息出现爆炸式增长,工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战,如何有效处理、分析、记录这些数据,提炼出对工业生产有指导性建议的结果,是工业物联网的核心所在,也是难点所在。\x0d\当前业界大数据处理技术有很多,如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象,通过对环境数据的分析以及用户行为的建模,可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知,更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化,以便得出更准确的分析结果。\x0d\●安全技术:工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程,信息安全对于企业运营起到关键作用,例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行,如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。

目前,物联网技术在产品信息化、生产制造环节、经营管理环节、节能减排、安全生产等领域得到应用。

1、物联网技术在产品信息化领域的应用

产品信息化是指将信息技术被物化在产品中,以提高产品中的信息技术含量的过程。推进产品信息化的目的是增强产品的性能和功能,提高产品的附加值,促进产品升级换代。目前,汽车、家电、工程机械、船舶等行业通过应用物联网技术,提高了产品的智能化水平。

在汽车行业,物联网汽车、车联网、智慧汽车等逐渐兴起,为汽车工业发展注入新动力。2010年6月,针对物联网在汽车行业的应用,国际标准化组织提出了全网车(The
Fully Networked
Car,FNC)的概念,其目标是使汽车驾驶更安全、更舒适、更人性化。通用汽车推出了电动联网概念车EN-V,通过整合GPS导航技术、Car-2-Car通信技术、无线通信及远程感应技术,实现了自动驾驶。车主可以通过物联网对汽车进行远程控制。例如在夏季,车主可以在进入停车场前通过手机启动汽车空调。在车辆停放后,车载监控设备可以实时记录车辆周边的情况,如发现偷窃行为,系统会自动通过短信或拨打手机向车主报警。汽车芯片感应防盗系统可以正确识别车主,在车主接近或远离车辆时自动打开或关闭车锁。售后服务商可以监测车辆运行状况,对故障进行远程诊断。Car-2-Car通信技术可以使车辆之间保持一定的安全距离,避免对撞或追尾事故。

在家电行业,物联网家电的概念已经出现,物联网技术的发展将促进智能家电的发展。美的集团在上海世博会上展示了物联网家电解决方案。海尔集团推出了物联网冰箱和物联网洗衣机,小天鹅物联网滚筒洗衣机已进入美国市场。小天鹅物联网滚筒洗衣机专门针对美国新一代智能电网进行设计,能识别智能电网运行状态及分时电价等信息,自动调整洗衣机的运行状态以节约能耗。

在工程机械行业,徐工集团、三一重工等都已在工程机械产品中应用物联网技术。通过工程机械运行参数实时监控及智能分析平台,客服中心可以通过电话、短信等纠正客户的不规范 *** 作,提醒进行必要的养护,预防故障的发生。客服中心工程师可以通过安装在工程机械上的智能终端传回油温、转速、油压、起重臂幅、伸缩控制阀状态、油缸伸缩状态、回转泵状态等信息,对客户设备进行远程诊断,远程指导客户如何排除故障。

2、物联网技术在生产制造领域的应用

物联网技术应用于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等,可以大幅度提高生产智能化水平。在钢铁行业,利用物联网技术,企业可以在生产过程中实时监控加工产品的宽度、厚度、温度等参数,提高产品质量,优化生产流程。在家电行业,海尔集团在数字化生产线中应用了RFID技术,提高了生产效率,每年可节省1200万元。

3、物联网技术在经营管理领域的应用

在企业管理方面,物联网技术主要应用于供应链管理、生产管理等领域。

(1)在供应链管理领域的应用

在供应链管理方面,物联网技术主要应用于运输、仓储等物流管理领域。将物联网技术应用于车辆监控、立体仓库等,可以显著提高工业物流效率,降低库存成本。海尔集团通过采用RFID提高了库存管理水平和货物周转效率,减少了配送不准确或不及时的情况,每年减少经济损失达900万元。鹤山雅图仕印刷有限公司的RFID应用项目实施3年来,成品处理效率提高了50%,差错率减少了5%,人力资源成本减少了2700万元。

(2)在生产管理领域的应用

在纺织、食品饮料、化工等流程型行业,物联网技术已在生产车间、生产设备管理领域得到应用。例如,无锡一棉开发建立了网络在线监控系统,可对产量、质量、机械状态等9类168个参数进行监测,并通过与企业ERP系统对接,实现了管控一体化和质量溯源,提升了生产管理水平和产品质量档次。此外,还可以及时、准确地发现某台(某眼、某锭)的异常情况,引导维修人员有的放矢地工作。

山东泓坤纺织有限公司车间温湿度监控物联网应用系统由前端设备、控制设备和管理后台组成。前端设备主要是各类温湿度传感器,负责实时采集车间环境数据并上传到控制设备;控制设备负责将各传感器数据通过GPRS网络上传到管理后台,并通过LED显示屏实时显示温湿度数据。如果环境数据超过既定的阀值,管理后台将通过短信等方式提醒相关工作人员,以便及时采取必要措施。该系统的应用使布机的作业效率从原先的70%左右提高到目前的90%。

4、物联网技术在节能减排领域的应用

物联网技术已在钢铁、有色金属、电力、化工、纺织、造纸等“高能耗、高污染”行业得到应用,有效地促进了这些行业的节能减排。智能电网的发展将促进电力行业的节能。江西电网公司对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置,对运行状态进行实时监测,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损12亿千瓦时。

利用物联网技术建立污染源自动监控系统,可以对工业生产过程中排放的污染物COD等关键指标进行实时监控,为优化工艺流程提供依据。

5、物联网技术在安全生产领域的应用

物联网已成为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产的重要技术手段。通过建立基于物联网技术的矿山井下人、机、环监控及调度指挥综合信息系统,可以对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断,可以监测温度、湿度、瓦斯浓度等。一旦传感器监测到瓦斯浓度超标,就会自动拉响警报,提醒相关人员尽快采取有效措施,减少瓦斯爆炸和透水事故的发生。通过井下人员定位系统,可以对井下作业人员进行定位和跟踪,并识别他们的身份,以便在矿难发生时得到及时营救。

二、工业领域物联网技术推广策略

物联网技术在工业领域具有广泛的应用前景,是建设“智慧企业”,发展“智慧工业”的关键技术。笔者认为,可以从以下几个方面推进物联网技术在工业领域的应用:

一是推进物联网技术在产品信息化中的应用。鼓励企业将物联网技术嵌入到工业产品中,提高产品网络化、智能化程度。重点在汽车、船舶、机械装备、家电等行业推广物联网技术,推动智慧汽车、智能家电、车联网、船联网等的发展。推进电子标签封装技术与印刷、造纸、包装等技术融合,使RFID嵌入到工业产品中。

二是在生产制造环节推广物联网技术,提高工业生产的自动化、智能化水平。通过进料设备、生产设备、包装设备等的联网,发展具有协作能力的工业机器人群,建设“无人工厂”,提高企业产能和生产效率。

三是在经营管理环节推广物联网技术,提高企业管理效率和智能化水平。在供应链管理、车间管理等管理领域推广物联网技术。

四是推进物联网技术在工业节能减排领域的应用。利用物联网技术对企业能耗、污染物排放情况进行实时监测,对能耗、COD、SO2等数据进行分析,以便优化工艺流程,采取必要的措施。

五是推进物联网技术在工业安全生产领域的应用。利用物联网技术对工矿企业作业设备、作业环境、作业人员进行实时监测,对温度、压力、瓦斯浓度等数据进行分析,当数据超标时自动报警,以便有关人员及时采取措施;或自动停机、切断电源、加大排风功率等,以避免重大安全生产事故发生。

哐哐智造(kitweecom)是一款基于物联网技术的云MES生产管理平台。

工业物联网是指将“物联网”的概念与工业相结合,物联网是基于互联网延伸而来,简单来说物联网就是物物相连的互联网。传统机器是死物,数据之间无法互联互通,物联网技术就是打破机器与人之间的隔阂,随时随地管理工厂。

MES是企业生产执行系统,通过物联网的技术将生产设备数字化,再通过云端大数据分析将人-机-企业管理联系起来的系统。

哐哐智造MES系统利用物联网的技术,硬件加软件的方法实现了数据的自动收集与上传,用户可以随时通过手机查看物料消耗、产能以及设备的相关数据,出差也可以通过哐哐云眼监控厂房,加上设备的报警提醒功能,真正实现了生产过程的可视化、实时化和智能化,通过移动监控真正解决用户生产管理难的问题。

工业物联网网关集通讯管理、数据接收、协议转换、数据处理转发等功能,支持手机WiFi现场调试,也叫无线网关,工业物联网智能网关,工业通信网关,无线传感管理主机等,属于无线传感器网络产品。XL90工业物联网智能网关,可同时接收多个无线传感器数据,支持2路以太网口(Ethernet)、RS485和1路RS232串口、无线传输等上行方式, 可选GPRS,433MHZ,24GHZ,WI-FI等无线传输方式。
工业物联网网关的应用范围广,无需布线,减少运维成本,安装便捷,即插即用,适用于机房、机站动力、环境监控系统,低压配电监控系统,电能数据监控系统,工厂机器设备、生产线运行状态监控系统,生产信息采集系统等无线监测与预警。

工业物联网的定义是通过各种信息传感设备,如射频识别技术、全球卫星定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要连接、监控、互动的物体或过程状态信息,包含其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种基础信息,通过互联网形成相互交互的、可识别的、可共享的网络,其目的是实现物与物、人与物在网络上的连接,识别、管理和控制等,物联网的信息是动态的,主要由物理机器生成。
工业互联网是指将两台计算机或者两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术手段互相联系起来的结果,解决人与人之间互联互通问题,人们可以在互联网上获取信息、发布评论、采购产品、购买服务等,但是这些信息和服务需要人来做大量的工作才能完成,并且难以动态地了解其变化。
虽然两者的概念不同,但是他们之间在工业领域是存在交集的,我们也可以理解为工业物联网是在互联网的基础上延伸和扩展到传感层的网络。


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