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物联网在工业现场检测中的应用

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一、物联网的概念

物联网(Internet of things)最初的概念源于美国麻省理工学院在1999年建立的Auto- ID Labs提出的射频识别(RFID)系统。2005年国 际电信联盟(rITU)在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)_上正式确定了“物联网”的概念,并发布了报告。所谓物联网,就是将各种信息传感设备,如射频识别(RnD)、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连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

二、国内外研究现状

随着各国对物联网发展的越发重视,对物联网的研究也逐渐明朗起来。最新的物联网检测基本构架是基于由美国麻省理工学院的自动识别研究中心开发的EPC (Electronic Product Code)技术。EPC技 术是由EPC编码、RFID空中接口协议以及利用网络传递编码及存储和检索相关产品信息的一项现代技术,旨在通过互联网平台、利用射频识别(RVID)、无线数据通信等技术,构造一个实现物品信 息实时共享的网络平台。其中编码体系是新一代的编码标准,它是全球统-标识系统的延仲和拓展,是全球统一标识系统的重要组成部分。在全球互联网的基础上,EPC通过管理软件系统、0NS和PML实现全球“实物互联”。Savant服务器的主要任务是数据校对、识读器微调、数据传输、数据存储和任务管理,它是EPC工作系统的中枢神经,起着管理系统平台的作用。ONS是给Savant系统指明存储产品有关信息的服务器,它发挥了关键的作用。PML则

是描述产品信息的计算机语言。

三、物联网技术的发展

物联网的问世被看作是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。从国际上看,欧盟、美国、日韩等多国都十分重视物联网的发展应用,已将其提升到了国家战略层面。以美国为例,其政府在经济刺激计划中提出数百亿美元支持IBM在2009年率先提出的“智慧地球、物联网和云计算”,其核心是把信息通信技术(ICT)充分应用到各行业,把感应器嵌入到全球每个角落,例如电网、交通(铁路、公路、市内交通、相关设备、工具)等物体上。以改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。目前美国在RFID、EPCglobal已取得主导地位,而国防部开展的“智能微尘”更是在军事、民用两大方面对物联网进行全面控制。

欧盟“物联网行动计划”、日本“U一Japan”、韩国“U一Korea” 计划等也都是利用各种信息技术来突破互联网的物理限制,以实现无处不在的物联网;新加坡、中国台湾等在内的国家和地区也已制定了“U”社会发展计划。我国在这次信息化浪潮中与世界保持了同步发展,并将物联网建设提升到国家战略地位,列入了新时期国家五大战略性新兴产业的重要地位。

四、物联网在I业检测中几种具体运用

1、物联网在城市热力管道检测系统中的应用

热力管道检测系统主要完成管道内流体的实时信息检测、故障报警等任务,防止意外事故的发生,保障居民的生活和生产安全,同时也避免热力资源的浪费。基于物联网技术、ZigBee协议构建城市热力管道检测系统,在热力管道的关键部位部署传感器节点,并通过无线信号传输所采集的信息,对城市、大型工业公司或居民小区的主供热管道及其重要分支进行实时监控,以达到检测热力管道的目

的。

本系统设计的检测系统主要包括传感器节点、无线传感器网络和检测平台三部分。本系统所研发的传感器节点就是一种可以实现自动组网、自动通讯的智能物联网ZigBee无线数传模块,它们能够耐高温、高压,实时采集数据。传感器节点在管道接口处置放于管道内,热力管道-般长度在6m,每隔5根热力管道布置一个传感器节点,传感器节点间距离为30m左右。传感器采集的数据由采用ZigBee技术的无线通信芯片发送出去。这些传感器只需要很低的功耗,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另-一个传感器,它们的通信效率非常高。数据最后由ZigBee路由节点融合汇聚、通过ZigBee 协调器收集到上位机。在Zi gBee网络中,根据距离的远近和障碍物情况布设Zi gBee主协调器和路由器。整个ZigBee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如可以通过互联网基于物联网技术、ZigBee协议构建城市热力管道检测系统,在热力管道的关键部位部署传感器节点,并通过无线信号传输所采集的信息,对城市、大型工业公司或居民小区的主供热管道及其重要分支进行实时监控,以达到检测热力管道的目的。

本系统设计的检测系统主要包括传感器节点、无线传感器网络和检测平台三部分。本系统所研发的传感器节点就是一种可以实现自动组网、自动通讯的智能物联网ZigBee无线数传模块,它们能够耐高温、高压,实时采集数据。传感器节点在管道接口处置放于管道内,热力管道-般长度在6m,每隔5根热力管道布置一个传感器节点,传感器节点间距离为30m左右。传感器采集的数据由采用ZigBee技术的无线通信芯片发送出去。这些传感器只需要很低的功耗,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另-一个传感器,它们的通信效率非常高。数

据最后由ZigBee路由节点融合汇聚、通过ZigBee 协调器收集到上位机。在Zi gBee网络中,根据距离的远近和障碍物情况布设Zi gBee主协调器和路由器。整个ZigBee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如可以通过互联网监控某个ZIgBee。

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