工业自动化中物联网技术的应用研究

张海龙

（山西云时代技术有限公司，山西太原 030001）

科学技术的发展与改革能够促进社会经济的发展模式，从第一次工业革命到现代互联网技术，为社会发展提供了重要的技术支持，也促进社会经济的大幅度增长。物联网技术是近几年社会发展需求产生的一种技术，其在工业领域中具有重要的应用价值，人们借助物联网技术实现不同的物体可以相互连接，以因特网作为根基，实现信息的交流，促进工业自动化的应用，推动工业化产业的发展。

1 物联网概述

1.1 物联网的内涵

物联网技术主要利用互联网的信息交流、信息的传感器与接收器、GPS定位系统、激光扫描仪与激光射频识别等技术和装备，实现对物体的信息采集、交换、连接等，实现不同物体之间的连接、不同物体和人的连接。综上所述，物联网是一种基于互联网的信息承载，能够使所有可连接的独立物体进行彼此沟通[1]。

1.2 工业物联网

工业物联网是物联网在工业领域的应用，主要把各种传感器、监控器、通信技术与智能化系统等技术应用在工业生产的过程中，以提高工业生产效率、节约工业生产时间、降低生产成本，实现企业效益提升的目的。从现阶段应用形式分析，工业物联网的应用呈现信息交流、自动化、镶嵌式、安全性等多种特点[2]。

1.3 工业物联网的发展现状

随着时代的发展，社会经济水平不断提高，科技技术日新月异，物联网技术不断完善和更新，使得物联网技术在更多的领域得以应用，实现物联网技术的价值。例如，物流公司的全国物流监控，实现物与物的信息传递交流，完善物流运输体系。物联网技术架构相对完善，能够把信息和各项应用具体化，工业物联网能够对人们日常生活产生积极影响，在今后的发展中将被广泛应用[3]。

1.4 物联网在自动化工业应用的缺陷

物联网在自动化工业上应用存在一些不足，在自动化工业中物联网技术对感知层要求比较高，目前传感器的水平无法达到相应的技术手段，对应的感知层无法满足物联网技术的需求。现阶段的智能系统还有待完善，达不到人工智能的水平，无法满足自动化工业的生产的合理化[4]。

2 物联网关键技术

2.1 技术架构

物联网技术的实现需要整体的技术架构，逐步完善架构的每个环节，实现物体的互通操作。

物联网技术架构[5]如表1所示。

表1 物联网技术架构

2.2 物联网数据和信号处理

随着工业自动化生产的实际开展，物联网本身也将具备一定的信息处理能力，使工业自动化生产和销售活动产生的数据得以收集通过计算机技术加以处理和分析。将物联网应用到工业自动化中，可以根据相关语义，借助物联网中的关键技术和设备，对信息数据进行合理分析和采集，基于结构化信息对采集的数据进行合理处理和分析。

2.3 感知层RFID技术

RFID是无线射频识别通信技术，在物联网中归属于感知层，其工作原理是通过无线电波识别被指定的物体，获得物体的信息。在信息采集中通过对ID二维码等扫描识别物体的信息，不需要直接与物体进行接触，目标物体进入射频信号覆盖范围内时，接收解读装置发出可捕捉物体的信号，或由目标物体主动发射信号，由接收机接收并传送信息。

例如，在快递行业，每天的物流环节中都要处理大量的快递，单靠人工处理难以完成大量的快递信息扫描，将直接影响快递工作的速度，致使工作效率不高。通过RFID技术的应用，可以极大提高扫描快递的效率，还能够有效地保证信息的精准性。RFID技术对整个物联网的发展具有十分重要的意义。

2.4 嵌入式系统技术

嵌入式系统技术处理层技术一种，对感知层收集的信息进行处理，实现软硬件结合的目的，技术复杂程度更高。现阶段，科技不断更新，经济不断进步，嵌入式系统不断完善，也不断向各个领域渗透。

2.5 物联网网关技术

网关是连接传感器的通信网与内网的通信网的关键设备，其主要功能是网络数据传输、物理协议的匹配、网络节点的管理等。在物联网环境下，物联网网关是一个网络单元设备组件，其主要是传输不同传感器收集的物理信息，通过特定的通信协议实现远距离的内网数据传输，还能够有效保证数据的安全性。

2.6 智能终端

智能终端一般计算机或大型服务器，其能够满足物联网的各类信息应用需求，具备物联网传感器传输数据的收集、计算与执行能力。智能化终端与人们的需求密切相关，例如用于工业机动化生产监控领域的智能化终端，除了具备基础的工业数据采集功能与监控功能以外，还具备预警和报警功能，智能终端能够对工业生产进行数据化分析，并在事故发生前将报警信息发送到管理人员的通信设备中，起到远程智能化管理的作用。

3 工业自动化中物联网技术的应用

3.1 工业生产制造中的物联网技术应用

当前，随着物联网技术的不断发展，已被广泛地应用于工业生产的各个领域。为了使生产设备在企业实际生产过程中提高运行速度，可根据生产设备的性质和特点。采用物联网技术进行辅助，可以明显提高设备的运行效率，也可以使企业生产实现更好发展。在实际的工业自动化生产中，可以应用物联网技术对产品原材料进行识别检测，充分发挥物联网的实际价值。在工业生产加工的过程中，可以通过物联网技术的应用，更好地发现不符合标准的材料和产品，促使工业自动化生产水平能够达到更高的水平，提高工业生产的效率，降低生产成本，实现工业自动化的良好发展。

3.2 工业安全生产中的物联网技术应用

长期以来，工业安全问题一直是工业生产中的关键问题，在工业自动化生产中必须加强安全管理问题的研究和实施。物联网技术具有GPS全球定位系统，能够有效地对物体进行精准定位，其感知层能有效地接收一切信息，对发生的安全问题及时进行反馈与定位，提高工业生产的安全性。在自动化工业生产过程中，合理地运用物联网技术，对生产的原材料和产品的运输都进行监控，有效保证工业安全生产，还可以提高工业生产效率。在自动化工业生产线上安装相关的感知层设备，采用智能化系统进行运转，通过智能化系统对生产线进行定位，保证自动化生产线各个环节没有问题，实现工业生产的自动化操作，避免因员工造成的安全问题，确保工业生产顺利进行，促进工业生产自动化发展与推广。

3.3 物联网应用中的工业节能

绿色生产与可持续发展已经成为当前工业生产发展的重要条件，但在实现工业生产中，无法做到节能与绿色生产，大多数工业生产都会对周边环境造成一定破坏，工业可持续化发展需要进一步提高。经过大量的工业生产实践证明，物联网技术应用能够有效地解决高污染问题，特别是在生产线的装备上安装感知层设备，能够对整个生产过程中产生的污染进行全方位监测，建立环境污染监测系统，充分实施工业的可持续发展理念。基于污染监测系统的应用能满足自动化工业生产的需求，在自动化工业生产设备中应用物联网技术，用以对自动化生产的节能减排，实现工业生产的可持续发展目标，促进工业自动化更好发展。

3.4 物联网应用的产品信息化

人们的生活水平近年来大幅度提高，人们的安全意识也逐渐加强，人们对产品的质量要求也越来越高，国家对企业生产的产品质量进行了严格监控与抽查。企业面临国家政策时进行了工业生产内部监控，并在生产后增加产品信息，严格按照国家的要求进行产品销售。但产品销售时存在一些问题，这些问题直接影响产品的市占率，影响企业的盈利，必须在销售时进行及时的监控。物联网能够实现对生产销售等诸多环节进行监控，及时地发现问题并解决，避免因时间问题对企业造成巨大损失。

3.5 物联网应用运营管理

物联网技术在工业领域的运营管理中具有巨大价值，其能提高工业生产中管理效率与供应链的发货效率，并间接提高工业生产效率，促使企业现代化工业生产的实现。例如，生产管理中的追溯系统，能够使产品保持唯一性，每个产品都有对应的二维码，对产品的种类和来源都有清晰信息，可以实现从进料到成品的全过程控制。

4 结语

随着科技的不断发展，工业自动化已经成为未来社会发展的趋势，物联网技术对工业自动化发展具有重要作用。对工业自动化企业而言，物联网技术必须逐渐引入工业自动化生产的各个环节，以推动工业自动化发展。