基于物聯網技術的金屬表面處理技術研究

摘要：物聯網是新興的第三次信息技術浪潮。文章闡述了物聯網的內涵及特點，提出了基于物聯網技術的金屬表面處理系統結構及功能。將物聯網技術應用到金屬表面處理技術中，更好地監控金屬表面處理的過程，進而保障更高的金屬表面處理質量。

關鍵詞：物聯網 金屬表面處理 過程監控

０ 引言

金屬表面處理通常包括電鍍、化學鍍和轉化（氧化）處理。在傳統金屬表面處理過程中，槽液中各種因素的變化對金屬表面處理質量的好壞起著決定性的作用。目前，金屬表面處理行業對金屬表面處理過程的控制與監測采用的是人工監測與控制，耗時、耗力，且效率低，不能對處理過程中出現的問題進行及時有效的解決，極大的浪費了資源。

一直以來，我們在改善金屬表面處理技術時，都非常重視與先進的科學技術的結合，這將不斷推動著金屬表面處理技術的發展。每次新技術、新理念、新方法引入金屬表面處理技術領域，都帶來了金屬表面處理技術、監測和控制模式的發展和創新。最近幾年，物聯網技術的應用領域越來越廣泛，這就為金屬表面處理技術創造了更有利的發展環境，給其帶來了新的機遇和挑戰。

1 物聯網技術

1.1 物聯網內涵

物聯網(Internet of Things)[1]是在互聯網的基礎上，充分運用傳感器、射頻識別、全球定位系統等技術，通過實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程的聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，經過網絡接入，能夠更好地完成物與物、物與人更大范圍的接觸，將其用戶端延伸和擴展到任何物體與物體之間，以實現信息交換和通信的一種網絡技術，進而實現物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等[2，3]。

1.2物聯網意義

從信息技術的角度來講，物聯網在不斷地影響著人類生產、生活中的種種事情，具體來講體現在以下兩點：①物聯網可以實現任何地點末端設備和設施的互聯互通，它主要是通過各種無線或有線通信網絡實現的，通過內網、專網或互聯網將他們結合起來，使得物－物、人－物間都能夠形成一個完整的信息網絡，物體不再是原來那樣的死板，而是具有了一定的靈性，這樣就很好的實現了人類生活方式的轉變。②建立健全信息安全保障機制，能夠使物聯網實現設備的安全可控及個性化的實時在線監測、定位追溯、調度指揮、安全防范、遠程維修保養、統計報表、決策支持等功能，在對事物的管理控制運行中，達到高效、節能、安全、環保的要求，進而對人員、機器等實施行之有效的管理，使人與自然間的關系更加和諧。

2 金屬表面處理特殊過程確認

表面上很難發現，很難測量或無法經濟測量的產品內在質量特性的形成過程稱之為特殊過程。特殊過程確認就是對產品的質量特性要求已得到滿足的認定。

一般情況下金屬表面處理膜層的厚度和致密性，耐腐蝕性和與基體的結合力等都不是直接檢測的，如果想通過這種方式的檢測與抽檢產品的特性不出現偏差，一定要保持金屬表面處理過程因素均勻一致。金屬表面處理膜層的性能不是通過某一個因素表現出來的，而是這些因素的共同作用。金屬表面處理種類不一樣或者是零件及技術要求其過程因素上有差異，過程因素對金屬表面處理結果造成的影響也是有差異的。

3 基于物聯網技術的金屬表面處理系統設計

3．1 系統結構方案設計

采用物聯網控制技術，對金屬表面進行處理過程進行全程監控，通過傳感器采集槽液中各種影響因素參數，采集器將采集的數據進行運算處理后通過內部網絡傳輸到服務器，各個參數監控終端通過服務器獲得采集器采集的數據，監控人員根據所得到的數據進行相應的操作，操作結果通過液晶顯示屏顯示給監控人員，并通過聲光進行提示。技術路線圖如下圖所示：

3.2 數據處理軟件平臺設計

系統數據處理軟件平臺包括讀卡器和射頻識別（radio frequency identification，RFID)電子標簽的信息收發程序、上位機數據分析軟件以及網絡數據庫等。讀卡器和射頻識別電子標簽的信息收發程序完成系統初始化以及RFID發送/接收的物理地址、發送/接收的地址長度、發送/接收的頻段和速率等參數設置，采用C51設計實現。目前通常將射頻識別標簽的工作頻率從高到低分為３類：低頻段射頻標簽、中高頻段射頻標簽和超高頻與微波標簽。上位機數據分析軟件采用MATLAB編程實現，網絡數據庫采用SQL Server設計實現[4]。技術人員可以通過Internet訪問此網絡數據庫，進行對監測數據的傳輸以及上位機的后臺網絡數據庫存儲、分析等，從而可以隨時遠程監控各生產線上金屬表面處理過程。

4 結語

物聯網技術的不斷發展，為金屬表面處理技術的發展和創新提供了更好的發展平臺，為其注入了新的活力，金屬表面處理技術對物聯網技術的應用，促進金屬表面處理技術更好的發展的同時，還能使金屬表面處理的質量發展到更高的水平。一方面，在硬件上，要不斷的采用新技術、新方法，最大限度的對金屬表面處理的全過程進行實時監測，使監測設備傳感器等能夠監測的更準確，使金屬表面處理能夠充分的運用物聯網技術的優點。另一方面，在軟件上，要不斷的提升狀態過程監測數據管理分析系統，更好地運用物聯網技術，將其與金屬表面處理狀態監測有機的結合起來。目前，物聯網技術在金屬表面處理技術中的應用還處在起步階段，但只要充分挖掘其潛力，將使金屬表面處理技術更有效地為人類生產活動服務。

參考文獻：

[1]孔寧.物聯網資源尋址關鍵技術研究[Ｄ].北京:中國科學院研究生院，2008.

[2]吳功宜.智慧的物聯網—感知中國和世界的技術[M].北京:機械工業出版社，2010:5-15.

[3]游戰清，李蘇劍.無線射頻識別技術(RFID)理論與應用[M].北京:電子工業出版社，2004:5-25.

[4]寧煥生，張彥.RFID與物聯網-射頻、中間件、解析與服務[M].北京:電子工業出版社，2008:20-35.

作者簡介：呂明（1973-），男，山西太原人，講師，碩士，從事機械設計與理論、機械制造工藝與設備等方面的研究。