工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將具有感知、監(jiān)控能力的各類(lèi)采集、控制傳感器或控制器，以及移動(dòng)通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)，從而大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，最終實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。從應(yīng)用形式上，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用具有實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化、嵌入式(軟件)、安全性、和信息互通互聯(lián)性等特點(diǎn)。

傳感器技術(shù)

價(jià)格低廉、性能良好的傳感器是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基石，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求更準(zhǔn)確、更智能、更高效以及兼容性更強(qiáng)的傳感器技術(shù)。智能數(shù)據(jù)采集技術(shù)是傳感器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。信息的泛在化對(duì)工業(yè)傳感器和傳感裝置提出了更高的要求。具體如，微型化：元器件的微小型化，要求節(jié)約資源與能源；智能化：具備自校準(zhǔn)、自診斷、自學(xué)習(xí)、自決策、自適應(yīng)和自組織等人工智能技術(shù)；低功耗與能量獲取技術(shù)。

設(shè)備兼容技術(shù)

大部分情況下，企業(yè)會(huì)基于現(xiàn)有的工業(yè)系統(tǒng)建造工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中所用的傳感器能夠與原有設(shè)備已應(yīng)用的傳感器相兼容是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推廣所面臨的問(wèn)題之一。傳感器的兼容主要指數(shù)據(jù)格式的兼容與通信協(xié)議的兼容，兼容關(guān)鍵是標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。目前，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中普遍采用的如Profibus、Modbus協(xié)議，已經(jīng)較好地解決了兼容性問(wèn)題，大多數(shù)工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)廠商基于這些協(xié)議開(kāi)發(fā)了各類(lèi)傳感器、控制器等。近年來(lái)，隨著工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日漸普遍，當(dāng)前工業(yè)無(wú)線的WirelessHART、ISA100．11a以及wIA—PA3大標(biāo)準(zhǔn)均兼容了IEEE802．15．4無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并提供了隧道傳輸機(jī)制兼容現(xiàn)有的通信協(xié)議，豐富了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組成與功能。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心之一，數(shù)據(jù)在系統(tǒng)不同的層次之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò)分為有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，有線網(wǎng)絡(luò)一般應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中心的集群服務(wù)器、工廠內(nèi)部的局域網(wǎng)以及部分現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)中，能提供高速率高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸通道。工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)則是一種新興的利用無(wú)線技術(shù)進(jìn)行傳感器組網(wǎng)以及數(shù)據(jù)傳輸的技術(shù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以使得工業(yè)傳感器的布線成本大大降低，有利于傳感器功能的擴(kuò)展，因此吸引了國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注。

傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較為成熟，在眾多場(chǎng)合已得到了應(yīng)用驗(yàn)證。然而，當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境時(shí)，會(huì)面臨如下問(wèn)題：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電磁干擾、開(kāi)放的無(wú)線環(huán)境讓工業(yè)機(jī)器更容易受到攻擊威脅、部分控制數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)傳輸。相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則正處在發(fā)展階段，它解決了傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境時(shí)的不足，提供了高可靠性、高實(shí)時(shí)性以及高安全性，主要技術(shù)包括：自適應(yīng)跳頻、確實(shí)性通信資源調(diào)度、無(wú)線路由、低開(kāi)銷(xiāo)高精度時(shí)間同步、網(wǎng)絡(luò)分層數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)異常監(jiān)視與報(bào)警以及設(shè)備入網(wǎng)鑒權(quán)等。

信息處理技術(shù)

工業(yè)信息出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)，如何有效處理、分析、記錄這些數(shù)據(jù)，提煉出對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有指導(dǎo)性建議的結(jié)果，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心所在，也是難點(diǎn)所在。

當(dāng)前業(yè)界大數(shù)據(jù)處理技術(shù)有很多，如SAP的BW系統(tǒng)在一定程度上解決了大數(shù)據(jù)給企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的問(wèn)題。數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展也使海量信息處理變得更為智能、高效。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)泛在感知的特點(diǎn)使得人也成為了被感知的對(duì)象，通過(guò)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)的分析以及用戶行為的建模，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)計(jì)、制造、管理過(guò)程中的人一人、人一機(jī)和機(jī)一機(jī)之間的行為、環(huán)境和狀態(tài)感知，更加真實(shí)地反映出工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的細(xì)節(jié)變化，以便得出更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

安全技術(shù)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全主要涉及數(shù)據(jù)采集安全、網(wǎng)絡(luò)傳輸安全等過(guò)程，信息安全對(duì)于企業(yè)運(yùn)營(yíng)起到關(guān)鍵作用，例如在冶金、煤炭、石油等行業(yè)采集數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)時(shí)問(wèn)的連續(xù)運(yùn)行，如何保證在數(shù)據(jù)采集以及傳輸過(guò)程中信息的準(zhǔn)確無(wú)誤是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的前提。

生產(chǎn)過(guò)程工藝優(yōu)化

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的泛在感知特性提高了生產(chǎn)線過(guò)程檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、材料消耗監(jiān)測(cè)的能力和水平，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護(hù)，提高生產(chǎn)力，降低能源消耗。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)了對(duì)加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。

生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理

利用傳感技術(shù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行健康監(jiān)控，可以及時(shí)跟蹤生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)工業(yè)機(jī)器設(shè)備的使用情況，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)匯聚到設(shè)備生產(chǎn)商的數(shù)據(jù)分析中心進(jìn)行處理，能有效地進(jìn)行機(jī)器故障診斷、預(yù)測(cè)，快速、精確地定位故障原因，提高維護(hù)效率，降低維護(hù)成本。