淺析物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代機(jī)械電子工程中的應(yīng)用

李國(guó)強(qiáng) 郭興

【摘 ?要】計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，為人們現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中各個(gè)方面都奠定了發(fā)展的基礎(chǔ)與前提。機(jī)械電子工程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)發(fā)展就是一個(gè)最為突出的事例。現(xiàn)代科技在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，大到對(duì)太空中的微型進(jìn)行遙感控制，小到路邊的販賣機(jī)，實(shí)際上應(yīng)用的都是機(jī)械自動(dòng)化，簡(jiǎn)單來(lái)講，就是機(jī)械自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，引領(lǐng)整個(gè)人類走向科技發(fā)展的又一個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)人類文明的進(jìn)步與發(fā)展。本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代機(jī)械電子工程中的應(yīng)用開(kāi)展分析。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);互聯(lián)網(wǎng)工程;機(jī)械電子工程

中圖分類號(hào)：TP391 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)科技的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)讓機(jī)械電子工程的實(shí)際生產(chǎn)變得更加便利。現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，讓精準(zhǔn)智能化得以實(shí)現(xiàn)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1946年，世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生后，由于計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴，并且不大容量生產(chǎn)，因此早期計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)為將一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到多臺(tái)終端，以便共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)并節(jié)約資源。最初的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是為了降低成本而創(chuàng)建的。后來(lái)電腦普及得多，大家都渴望從別人那里獲得資源，這增加了互相連接的欲望，使電腦連接在一起。隨著我們現(xiàn)在使用的互聯(lián)網(wǎng)逐漸形成，我們坐在辦公室里，世界上所有的連接都可以從互聯(lián)網(wǎng)上收到計(jì)算機(jī)發(fā)出的信息。

2、物聯(lián)網(wǎng)的理論簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)這一名詞首先被美國(guó)教授于1999年提出，并從初期的射頻技術(shù)、傳感設(shè)備等發(fā)展到如今的嵌入式系統(tǒng)、云計(jì)算等更具科技含量的智能技術(shù)。現(xiàn)今的物聯(lián)網(wǎng)主要依靠互聯(lián)網(wǎng)與通訊網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等相互搭接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的智能控制。物聯(lián)網(wǎng)是基于一定的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，將物體、項(xiàng)目等對(duì)象設(shè)立輸入輸出等硬件，再利用軟件系統(tǒng)與硬件的信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息交互達(dá)到智能控制的目的。物聯(lián)網(wǎng)涉及的需求和涵蓋的內(nèi)容越來(lái)越多，執(zhí)行的功能也不盡相同，但是大體上依然是物與物、人與人、人與物的智能化信息溝通。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與成熟，越來(lái)越多的“物”將會(huì)被連接到物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中。

3、機(jī)械電子工程

機(jī)械電子工程的另一個(gè)名稱叫做機(jī)電一體化，就是把機(jī)械工程同電子工程自動(dòng)化進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)。人類現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中有很多類似機(jī)械電子工程的事物。例如在大街小巷隨處可見(jiàn)的自動(dòng)販賣機(jī)，火車站中自動(dòng)售賣機(jī)，無(wú)人駕駛的磁懸浮機(jī)等。比較突出的機(jī)電一體化國(guó)家是日本，在日本街頭隨處可見(jiàn)自動(dòng)販賣機(jī)，人們能夠在自動(dòng)販賣機(jī)中購(gòu)買(mǎi)到大多數(shù)物品。可是這個(gè)系統(tǒng)屬于是跨越學(xué)科界限的科學(xué)技術(shù)，其對(duì)機(jī)械、電子工程以及自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等都提出了嚴(yán)格的要求，要求以上學(xué)科實(shí)現(xiàn)有機(jī)整合才能夠完成具體的工程項(xiàng)目。

4、物聯(lián)網(wǎng)的組織架構(gòu)

4.1公認(rèn)的三層架構(gòu)

為了了解和學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工作形式和發(fā)展趨勢(shì)，可以從其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)入手，目前世界上大多采用感知層、傳輸層和應(yīng)用層的三層技術(shù)架構(gòu)來(lái)劃分物聯(lián)網(wǎng)具體工作中的不同工作部分。感知層主要是幫助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收取、采集以及初步分析。首先要為物聯(lián)網(wǎng)中的各種物體附加信息傳遞技術(shù)，針對(duì)不同需求可以利用傳感器、二維碼、射頻裝置等實(shí)現(xiàn)對(duì)物體信息輸出的檢測(cè)與感知，并利用近距離傳輸技術(shù)、協(xié)同處理技術(shù)等篩選出有價(jià)值的信息，完成數(shù)據(jù)的采集和精度的提升是感知層的主要功能。傳輸層的主要功能是將感知層收取的數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)廣泛的處理和傳輸，進(jìn)而幫助人們對(duì)物體實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與控制。感知數(shù)據(jù)首先要接入到以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星集群等接入網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，再通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)等傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)運(yùn)送，最終為應(yīng)用層提供必要的數(shù)據(jù)參考。對(duì)于應(yīng)用層結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，需要實(shí)施科學(xué)的處理以完成物體或項(xiàng)目的正確決策，作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最終落實(shí)手段，可以極大程度上滿足各行各業(yè)的需求，并為各行業(yè)提供強(qiáng)大便捷的信息管理功能，使物聯(lián)網(wǎng)信息在行業(yè)技術(shù)范圍內(nèi)得到良好的應(yīng)用與融合，為行業(yè)提供信息化和智能化的管理與指導(dǎo)。

4.2拓展的五層架構(gòu)

在三層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，一些研究人員為了進(jìn)一步劃分物聯(lián)網(wǎng)組成的不同功效，加入了接入層和支撐層兩層技術(shù)架構(gòu)，形成了物聯(lián)網(wǎng)五層架構(gòu)技術(shù)體系，以下按照技術(shù)流程分別敘述。其一，在五層架構(gòu)當(dāng)中感知層的功能發(fā)生了變化，不再需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的篩選，只需要讀取物體信息傳遞的硬件數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)采集工作即可。其二，接入層的主要目的是為了向廣大用戶提供便捷的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)入口，便于人們從網(wǎng)絡(luò)中選擇有用的數(shù)據(jù)信息，人們可以用終端設(shè)備直接通過(guò)接入層與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互動(dòng)，而接入層則需盡可能滿足廣大用戶的不同需求，盡可能多的為人們提供高密度端口，降低接入網(wǎng)關(guān)的門(mén)檻，實(shí)現(xiàn)低成本操作。其三，網(wǎng)絡(luò)層的功效與三層架構(gòu)基本相同，也是需要通過(guò)蜂窩數(shù)據(jù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的接入與傳輸。另外，為了提升物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的使用價(jià)值，網(wǎng)絡(luò)層還需要實(shí)現(xiàn)信息的儲(chǔ)存和管理功能。其四，支撐層的存在分擔(dān)了三層架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)處理工作，要將整理好的數(shù)據(jù)信息通過(guò)服務(wù)接口傳遞給應(yīng)用層。按照工作流程將支撐層分為下級(jí)的中間件層和上級(jí)的公共服務(wù)層，數(shù)據(jù)信息首先通過(guò)中間件層的處理，以供上級(jí)公共服務(wù)層的實(shí)時(shí)調(diào)用，公共服務(wù)層通過(guò)調(diào)用中間件層的接口，將處理后的數(shù)據(jù)直接傳遞給應(yīng)用層。其五，應(yīng)用層是實(shí)現(xiàn)物體、行業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)功能的直接展現(xiàn)平臺(tái)，通過(guò)之前的數(shù)據(jù)信息處理流程將會(huì)幫助各行業(yè)的用戶實(shí)現(xiàn)智能化的管理與控制，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)信息集成的重要功能。

5、現(xiàn)代機(jī)械電子工程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)

在現(xiàn)代機(jī)械電子工程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，在整個(gè)工程項(xiàng)目中都獲得極為良好的應(yīng)用效率。例如在販賣機(jī)、電子售票機(jī)中的應(yīng)用等，倘若能夠用自動(dòng)化的方式進(jìn)行工作，那么就能解放更多的勞動(dòng)力，讓人力從繁重的勞動(dòng)中得以解放，更加重視在高級(jí)腦力勞動(dòng)中的投入，投入到計(jì)算機(jī)無(wú)法代替的工作種類中去。倘若將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于大型電子機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)中，其會(huì)比人力的精準(zhǔn)程度更高，例如，當(dāng)前富士康在大多數(shù)手機(jī)的代工生產(chǎn)工作中投入機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用，繼而最近幾年有很多剩余勞動(dòng)力被富士康解雇，據(jù)報(bào)道稱大約有60%～70%的勞動(dòng)力從富士康離開(kāi)，需要人使用腦力進(jìn)行管控的工作，而不是需要機(jī)器進(jìn)行的程式化工作，這樣的情況，不但促進(jìn)人類工作種類的優(yōu)化選擇，更切實(shí)推動(dòng)人類科技的創(chuàng)新與發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

目前，互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展使新事物的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，使人們能夠在生活的各個(gè)方面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。特別是在自動(dòng)化和智能化的機(jī)械和電子工程生產(chǎn)中。傳統(tǒng)機(jī)電生產(chǎn)不管是生產(chǎn)過(guò)程還是生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)督，都需要人力。現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)闄C(jī)械電子工程的生產(chǎn)提供多種便利。特別是在精密的電子設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，我們認(rèn)為由于操作或限制，錯(cuò)誤或失誤是不可避免的，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以自動(dòng)化非常精確和智能化的生產(chǎn)過(guò)程。機(jī)電工程生產(chǎn)過(guò)程大大解放了勞動(dòng)力，使生產(chǎn)過(guò)程更快、更可靠。

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