物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)現場(chǎng)檢測中的應用

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)最初的概念源于美國麻省理工學(xué)院在1999年建立的Auto- ID Labs提出的射頻識別(RFID)系統。2005年國 際電信聯(lián)盟(rITU)在突尼斯舉行的信息社會(huì )世界峰會(huì )(WSIS)_上正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，并發(fā)布了報告。所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是將各種信息傳感設備，如射頻識別(RnD)、感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。

二、國內外研究現狀

隨著(zhù)各國對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的越發(fā)重視,對物聯(lián)網(wǎng)的研究也逐漸明朗起來(lái)。最新的物聯(lián)網(wǎng)檢測基本構架是基于由美國麻省理工學(xué)院的自動(dòng)識別研究中心開(kāi)發(fā)的EPC (Electronic Product Code)技術(shù)。EPC技 術(shù)是由EPC編碼、RFID空中接口協(xié)議以及利用網(wǎng)絡(luò )傳遞編碼及存儲和檢索相關(guān)產(chǎn)品信息的一項現代技術(shù),旨在通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺、利用射頻識別(RVID)、無(wú)線(xiàn)數據通信等技術(shù)，構造一個(gè)實(shí)現物品信 息實(shí)時(shí)共享的網(wǎng)絡(luò )平臺。其中編碼體系是新一代的編碼標準，它是全球統-標識系統的延仲和拓展，是全球統一標識系統的重要組成部分。在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，EPC通過(guò)管理軟件系統、0NS和PML實(shí)現全球“實(shí)物互聯(lián)”。Savant服務(wù)器的主要任務(wù)是數據校對、識讀器微調、數據傳輸、數據存儲和任務(wù)管理，它是EPC工作系統的中樞神經(jīng)，起著(zhù)管理系統平臺的作用。ONS是給Savant系統指明存儲產(chǎn)品有關(guān)信息的服務(wù)器，它發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。PML則

是描述產(chǎn)品信息的計算機語(yǔ)言。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)世被看作是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。從國際上看，歐盟、美國、日韓等多國都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應用，已將其提升到了國家戰略層面。以美國為例，其政府在經(jīng)濟刺激計劃中提出數百億美元支持IBM在2009年率先提出的“智慧地球、物聯(lián)網(wǎng)和云計算”，其核心是把信息通信技術(shù)(ICT)充分應用到各行業(yè)，把感應器嵌入到全球每個(gè)角落，例如電網(wǎng)、交通(鐵路、公路、市內交通、相關(guān)設備、工具)等物體上。以改變美國未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結構(金融、制造、消費和服務(wù)等)，改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應速度。目前美國在RFID、EPCglobal已取得主導地位，而國防部開(kāi)展的“智能微塵”更是在軍事、民用兩大方面對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面控制。

歐盟“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計劃”、日本“U一Japan”、韓國“U一Korea” 計劃等也都是利用各種信息技術(shù)來(lái)突破互聯(lián)網(wǎng)的物理限制，以實(shí)現無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng);新加坡、中國臺灣等在內的國家和地區也已制定了“U”社會(huì )發(fā)展計劃。我國在這次信息化浪潮中與世界保持了同步發(fā)展，并將物聯(lián)網(wǎng)建設提升到國家戰略地位，列入了新時(shí)期國家五大戰略性新興產(chǎn)業(yè)的重要地位。

四、物聯(lián)網(wǎng)在I業(yè)檢測中幾種具體運用

1、物聯(lián)網(wǎng)在城市熱力管道檢測系統中的應用

熱力管道檢測系統主要完成管道內流體的實(shí)時(shí)信息檢測、故障報警等任務(wù)，防止意外事故的發(fā)生,保障居民的生活和生產(chǎn)安全，同時(shí)也避免熱力資源的浪費?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)、ZigBee協(xié)議構建城市熱力管道檢測系統，在熱力管道的關(guān)鍵部位部署傳感器節點(diǎn)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號傳輸所采集的信息，對城市、大型工業(yè)公司或居民小區的主供熱管道及其重要分支進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，以達到檢測熱力管道的目

的。

本系統設計的檢測系統主要包括傳感器節點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和檢測平臺三部分。本系統所研發(fā)的傳感器節點(diǎn)就是一種可以實(shí)現自動(dòng)組網(wǎng)、自動(dòng)通訊的智能物聯(lián)網(wǎng)ZigBee無(wú)線(xiàn)數傳模塊，它們能夠耐高溫、高壓，實(shí)時(shí)采集數據。傳感器節點(diǎn)在管道接口處置放于管道內，熱力管道-般長(cháng)度在6m，每隔5根熱力管道布置一個(gè)傳感器節點(diǎn)，傳感器節點(diǎn)間距離為30m左右。傳感器采集的數據由采用ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)通信芯片發(fā)送出去。這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波將數據從一個(gè)傳感器傳到另-一個(gè)傳感器，它們的通信效率非常高。數據最后由ZigBee路由節點(diǎn)融合匯聚、通過(guò)ZigBee 協(xié)調器收集到上位機。在Zi gBee網(wǎng)絡(luò )中,根據距離的遠近和障礙物情況布設Zi gBee主協(xié)調器和路由器。整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )還可以與現有的其它的各種網(wǎng)絡(luò )連接。例如可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、ZigBee協(xié)議構建城市熱力管道檢測系統，在熱力管道的關(guān)鍵部位部署傳感器節點(diǎn)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號傳輸所采集的信息，對城市、大型工業(yè)公司或居民小區的主供熱管道及其重要分支進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，以達到檢測熱力管道的目的。

本系統設計的檢測系統主要包括傳感器節點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和檢測平臺三部分。本系統所研發(fā)的傳感器節點(diǎn)就是一種可以實(shí)現自動(dòng)組網(wǎng)、自動(dòng)通訊的智能物聯(lián)網(wǎng)ZigBee無(wú)線(xiàn)數傳模塊，它們能夠耐高溫、高壓，實(shí)時(shí)采集數據。傳感器節點(diǎn)在管道接口處置放于管道內，熱力管道-般長(cháng)度在6m，每隔5根熱力管道布置一個(gè)傳感器節點(diǎn)，傳感器節點(diǎn)間距離為30m左右。傳感器采集的數據由采用ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)通信芯片發(fā)送出去。這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波將數據從一個(gè)傳感器傳到另-一個(gè)傳感器，它們的通信效率非常高。數

據最后由ZigBee路由節點(diǎn)融合匯聚、通過(guò)ZigBee 協(xié)調器收集到上位機。在Zi gBee網(wǎng)絡(luò )中,根據距離的遠近和障礙物情況布設Zi gBee主協(xié)調器和路由器。整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )還可以與現有的其它的各種網(wǎng)絡(luò )連接。例如可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)監控某個(gè)ZIgBee。