物聯網技術在工業自動化中的應用研究

徐妙欞

（寧德時代新能源科技股份有限公司，福建，寧德 352100）

1 物聯網概述

1.1 物聯網的內涵

物聯網主要指借助射頻識別技術、信息傳感器、全球定位系統、紅外感應器以及激光掃描器等裝置和技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，例如采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種信息。通過網絡的接入，物和物之間、物和人之間能夠很好地連接起來。總之，物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息承載體，使得全部可以被獨立尋址的普通物理對象形成彼此聯通的網絡。

1.2 工業物聯網

工業物聯網主要指物聯網在工業領域的應用。工業物聯網主要指把有感知、監控能力的各類傳感器或控制器、移動通信以及智能分析等技術應用到工業生產過程中，進而提高生產效率，節省生產時間，縮減生產成本，從而實現工業生產智能化，最終提升企業的效益。從應用形式上來看，工業物聯網的應用具有實時性、自動化、嵌入式（軟件）、安全性和信息互通互聯性等特點。

1.3 物聯網技術的發展現狀

隨著社會的進步、經濟的發展、技術的進步，物聯網技術日趨完善，應用范圍也越來越廣，自身價值逐步得以實現。例如，物聯網應用在醫療領域，其技術可以傳遞醫療設備、醫生和患者等信息，實現了信息傳遞和共享，使醫療服務具有較高的完整性和高效性。同時，使用物聯網技術還可以獲得所需的醫療數據，便于掌控醫療服務情況，分析和收集數據，進而做出正確的決策。此外，物聯網技術在安防領域、航空系統均取得了較好的應用。其中，在航空系統中應用物聯網技術有助于物聯網的傳感網絡技術保護系統不被入侵。綜上所述，物聯網技術已經在多個行業得到廣泛應用，對大家的生產生活帶來了積極的影響，變得越來越重要，今后的應用范圍必將更加廣泛。

1.4 物聯網技術面向工業自動化的難題

工業自動化領域中應用物聯網技術存在一定的技術難題，其中，物聯網技術對于傳感器和傳感裝置的要求比較高，對傳感器的技術及硬件系統的微型化和智能化方面需要做進一步研究。

2 物聯網關鍵技術

物聯網關鍵技術主要包括RFID技術、架構技術、物聯網數據和信號處理技術、嵌入式系統技術等。

2.1 RFID技術

RFID屬于一種比較常見的無線射頻識別通信技術，主要工作原理是借助相應的無線電信號來識別指定對象，得到相應的對象信息。使用該技術進行掃描無須直接接觸掃描物體，它有一定的射頻信號掃描范圍，當物體進入該范圍，就會自動收到解讀設備所發出的信號并識別，也可以由目標對象傳出信號，接收解讀器來識別信號并接收實現信息傳輸。該技術的優點是不受外界惡劣環境的影響，也不受掃描對象的影響，可以快速識別，掃描速度快，同時耐用性也比較強。目前，該技術已經廣泛應用在物流行業中，用于快速掃描快件，相比傳統的人工掃描方式，該技術不但掃描速度快，而且出錯率低，極大地提升了物流行業的工作效率和工作質量。總之，RFID技術是物聯網技術的核心，扮演著十分重要的角色。

2.2 架構技術

架構技術主要指通過各種方式實現物聯網的信息交換。例如，在信息交換時，通過架構技術的恰當使用，能夠很好地實現信息共享，進而提供供需雙方所需要的數據以及信息資源。架構技術的最大優點是服務的方式非常便捷，但是它也有相應的缺點，那就是必須在非語言環境中應用，受外界環境的影響較大。對于供需雙方而言，實際行動的局限性比較大。綜上所述，目前架構技術還不太健全，存在一定的問題，應該逐步完善，也只有這樣才能夠為供需雙方搭建較好的操作空間，進而更好地提升物聯網技術的整體水平，這一點相關研究人員應該引起足夠的重視。

2.3 物聯網數據和信號處理技術

數據和信號處理技術是物聯網必不可少的部分，主要是因為其需要較強的信息處理能力。有了信息處理能力，物聯網就能夠很好地收集工業自動化生產運營過程中的全部信息，然后通過計算機網絡就能對數據進行相應的分析和處理，達到預期的效果。

2.4 嵌入式系統技術

嵌入式技術實際上是非常復雜的，但通過該技術能夠整合軟硬件、傳感及電子技術。例如，可以把網絡類比作神經系統，傳感器類似于五官進行信息的收集，嵌入式系統類似于大腦。隨著社會的進步和技術的發展，嵌入式系統在不斷完善，應用范圍也越來越廣泛。

3 工業自動化中物聯網技術的應用

工業領域對于我國社會穩定和經濟的發展做出了非常大的貢獻，起到舉足輕重的作用。隨著經濟的發展、技術的進步，工業領域不斷吸納各種先進的技術。在這個過程中，不斷提升了工業企業的生產力，尤其是物聯網技術在工業自動化中的應用，使工業企業的生產力得到了極大的釋放，工業自動化水平、工業企業的生產效率和質量得到了大幅度的提升。此外，物聯網技術有助于工業生產的安全平穩運行。現階段，物聯網技術在工業自動化中主要應用于工業生產制造、工業安全生產、工業節能減排、產品信息化、經營管理等方面，詳細如下。

3.1 工業生產制造中的應用

在科學技術不斷發展壯大的背景下，物聯網技術隨之快速發展并日趨成熟，其應用范圍越來越廣，逐漸滲入到工業生產制造的各個領域。對于每一個工業生產制造企業而言，在其生產運營的過程中，要想提高生產效率，首先就應該提升生產設備的運行速度，根據相應生產設備的實際情況應用物聯網技術，能夠明顯提升設備的運行效率，從而節省大量的生產時間，有助于推動生產制造企業的長遠發展。此外，對于生產制造企業而言，還可以利用物聯網技術識別產品原材料的質量，在這個過程中，物聯網技術有助于提升產品檢測工作的質量。同時，物聯網技術還能夠快速識別不合格材料和產品，極大地提升工業自動化生產水平，進而提升生產效率，節省時間，從而實現有效控制生產成本的目標。

3.2 工業安全生產中的應用

安全是工業生產的第一要素，也是開展每一項活動的大前提，當然，工業自動化生產也不例外，相關人員必須給予安全足夠的重視。要想保證工業安全生產，可以借助物聯網技術并充分發揮其定位功能，因為它具備較強的精準定位功能和感知功能，所以有助于進一步提升生產的安全性。對于工業自動化生產而言，要想保證安全這一要素，一定要引入物聯網技術，這樣不僅可以進一步提高實際生產效率，還可以節省大量時間，削減成本。例如，在相關的工業生產設備上應用互聯網技術，能夠準確定位工業生產設備，進而確保工業生產的各個流程穩步運行，在保證安全的前提下，有助于實現自動化操作目標，從而推動工業自動化進一步發展。

3.3 工業節能減排中的應用

可持續發展是工業產業生產的重中之重，是每一個企業都必須遵循的一大原則。因此，對于每一個工業企業而言，都應該堅持可持續發展理念，并在企業生產運營的過程中做到節能減排，以保護好環境為己任，盡量減少企業生產對外界環境的污染影響。在工業企業實際生產的過程中，借助物聯網技術，還能夠有效解決環境污染問題。物聯網技術在節能減排中的應用主要是通過將傳感器安裝在生產設備中，實時監控企業內的污染源，從而構建具有較強功能的污染環境檢測系統，充分發揮出節能減排的效果，最終有助于工業生產的可持續發展，這對于工業自動化的長遠發展是非常重要的。

3.4 產品信息化中的應用

近幾年，隨著社會的發展和進步，人們的生活質量越來越高，對于所購買產品的要求也越來越高。因此，工業企業應該嚴控產品質量，確保萬無一失。在實際生產的過程中，除了在整個生產環節嚴格控制產品信息，還應該重視后續的銷售環節，因為這其中也涉及非常多的產品信息，決定了產品的市場占有率以及一個企業究竟能不能在市場上立于不敗之地，所以在工業產品的生產和銷售過程中，必須引入物聯網技術中的監控技術，嚴控生產銷售的各個環節，找到存在的問題，然后逐一處理，確保企業生產運營的各個環節平穩運行。

3.5 在經營管理中推廣應用

物聯網技術在工業經營管理活動中的應用價值也比較大，在該領域應用物聯網技術，有助于企業生產智能化和現代化的實現，極大地提升工作效率和質量，這對于企業的長遠發展有非常大的幫助。例如，生產管理的追溯系統能夠保證產品的唯一性，使每件產品都有一個對應的二維碼，對產品種類以及來源都有明確的信息，從而可以實現從進料到成品的全過程控制，這有助于保證產品的質量。

4 結束語

隨著工業企業的不斷發展，工業自動化是今后社會的發展主流和方向，而物聯網技術對于工業自動化的長遠發展有非常大的幫助。物聯網技術在工業生產制造、工業安全生產、工業節能減排、產品信息化、經營管理等方面都有非常大的幫助。因此，對于工業自動化企業，必須給予物聯網技術足夠的重視，在充分了解的基礎上，恰當引入并應用到工業生產的每一個環節，進一步推動工業自動化的發展。