工业领域物联网技术

      物联网是新一代信息技术的重要组成部分，指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大的网络。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。其含义有两层意思：第一物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上的延伸和扩展的网络；第二其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网概念是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。

      目前，国际上公认的物联网是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

      物联网的体系结构：

      1.感知识别层：位于物联网四层模型的最底端，是所有上层结构的基础。在这个层面上，把成千上万个传感器或阅读器安放在物理物体上，比如氧气传感器、压力传感器、光强传感器、声音传感器等，形成一定规模的传感网。通过这些传感器，感知这个物理物体周围的环境信息，当上层反馈命令时，通过单片机、简单或复杂的机械可使物理物体完成特定命令。

      2.网络构建层：网络是物联网最重要的基础设施之一。网络构建层负责向上层传输感知信息和向下层传输命令。这个层面就是利用互联网、无线宽带网、无线低速网络、移动通信网络等各种网络形式传递海量的信息。

      3.管理服务层：主要解决数据如何存储、如何检索、如何使用、如何不被滥用等问题。简而言之，这个层面就是把收集到的信息进行有效整合和利用，是物联网的精髓所在。

      4.综合应用层：物联网产业链的最顶层，是面向客户的各类应用。传统互联网经历了以数据为中心到以人为中心的转换，典型应用包括文件传输、电子邮件、万维网、电子商务、视频点播、在线游戏和社交网络等，而物联网应用以物或物理世界为中心，比如物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智能电网等。

      物联网技术包含五项关键技术：网络通信技术、传感器技术、射频识别技术、嵌入式系统技术、云计算技术。

      物联网在工业领域的应用主要有几个方面：

      制造业供应链管理：物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。空中客车通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大，效率最高的供应链体系。

      生产过程工艺优化：物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程。

      产品设备监控管理：各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案。

      环保监测及能源管理：物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。电信运营商已经开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。

      工业安全生产管理：把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多远的综合网络监管平台，实现实时感知、准备辨识、快捷响应、有效控制。

      物联网在工业领域面临的技术问题：

      1.工业用传感器是一种检测装置，能够测量或感知特定物体的状态和变化，并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用到各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使得各个设备都在正常或者最佳状态，并使产品达到最好的质量，但如今没有众多质优价廉的工业传感器，无法建立完整的现代化工业生产体系。

      2.工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状网络，具有低耗自组、泛在协同、异构互联的特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术，是降低工业测控系统成本，提高工业测控系统应用范围的革命性技术，目前该技术尚未发展成熟。

      3.物联网还在工业过程建模、工业集成服务代理总线技术、工业语义中间件平台等关键技术都面临着考验。工业物联网技术的发展任重而道远。