基于物聯(lián)網(wǎng)的自動控制系統(tǒng)的研究

趙景彩，楊秀芬

（1.威海中玻光電有限公司；2.威海威高采血耗材有限公司，山東 威海 264200）

物聯(lián)網(wǎng)技術是在人們使用具備射頻識別、全球定位控制系統(tǒng)等功能的信號傳感裝備的基礎上，根據(jù)一定的信息技術協(xié)議進行物體和網(wǎng)絡之間的消息鏈接，從而進行物體和物品、物體與人等各種形式的消息交換。物聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)，對人們的產品生活有著相當大的影響。生產生活中使用的所有末端裝置或設施，采用無線或有線等信號傳輸，進行互通互聯(lián)，完成對某一對象的定位與監(jiān)視等功能。把各類信號傳感器裝備配置在供電、路網(wǎng)、水網(wǎng)、建筑等信息技術設施中，將整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)集成在一起，進而達到社區(qū)和物理控制間的高效聯(lián)系，使用大型計算機系統(tǒng)群對整個物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)集成體系中的各類人、物理裝備、信息技術設施等進行即時監(jiān)視控制，這樣可以有效提升信息系統(tǒng)網(wǎng)絡資源的效率，使自動控制系統(tǒng)得到完美的展現(xiàn)，還可以進一步強化人類經濟活動和大自然之間的關系。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術應用

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術應用架構

就目前來看，物聯(lián)網(wǎng)信息技術發(fā)展構架大致包括使用層、通信層、信息理解層三級，各個層次的功能：使用層主要是銜接使用計算機監(jiān)視信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)信息技術的關鍵中樞，分為中央公司和用戶運行管理兩個部門，而使用層功能則是針對各種領域的差異性需要，為其進行各種數(shù)據(jù)信息整合、數(shù)據(jù)分析工作，以及進行信息定位等信息監(jiān)控、信息系統(tǒng)的功能；通信層主要管理連接信號，分為各種各樣的連接單元。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術主要運行程序

物聯(lián)網(wǎng)信息技術的主要工作程序，可粗略總結如下：

（1）對客觀環(huán)境的信息屬性進行辨識的階段，在這個階段中，人們主要通過感知層對外部信息進行快速辨識和檢索，并將其引入傳輸層。

（2）通過傳輸層對信息的加工和處理，傳輸層的有關數(shù)據(jù)被轉換成易于被理解的相關語句，并暫時地被存放于傳送層中。

（3）將這些信息經由接口網(wǎng)絡和接口單元被送入應用級，而應用程序層則是指導物聯(lián)網(wǎng)信息技術運用于實際的關鍵層，它既能夠將所接收的數(shù)據(jù)進行深入分析，又同時具有獲取重要信息的能力，對信息進行處理后，會產生不同的指令，從而引導整個應用流程展開工作，以實現(xiàn)應用的相關要求，此時，信息將被正確處理并應用成功，從而實現(xiàn)了計算機監(jiān)控信息系統(tǒng)工作的完整過程。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術的主要應用

將物聯(lián)網(wǎng)技術引入計算機監(jiān)控系統(tǒng)，可以更加完善計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能，加快數(shù)據(jù)的處理速度，信息在應用層、傳送層、感知層的處理速度都非常快速，能夠確保應用程序及時收到計算機發(fā)出的指令。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享化，還提高了傳統(tǒng)計算機檢測系統(tǒng)的處理速度以及效率，用戶可以通過計算機監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)終端使用情況，了解程序的運行狀態(tài)，在遇到相關問題時，可以及時發(fā)現(xiàn)并且做出相應調整。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術能進一步改進計算機檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、分析、整理以及計算機的存儲功能，用戶獲取信息更加方便快捷，信息傳輸更加通暢。值得一提的是，引入物聯(lián)網(wǎng)技術后，計算機檢測系統(tǒng)會增加視頻音頻等其他豐富的功能，以完善用戶的需求，提高用戶的滿意程度。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的整體應用

2.1 構建視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

在計算機監(jiān)控系統(tǒng)的使用流程中，最常用的便是視頻監(jiān)控，因而運用物聯(lián)網(wǎng)信息技術與視頻設備來建立視頻監(jiān)控子系統(tǒng)，即把視頻監(jiān)控裝置設置到需要監(jiān)視的地方，然后，視頻監(jiān)控子系統(tǒng)就能夠利用對圖像信號的收集、傳遞、反饋來完成一定的監(jiān)視功能。利用計算機或其他相關裝置對圖像信號進行辨識與管理，這樣才能有效減少監(jiān)測流程中的人工成本。

2.2 構建報警監(jiān)控子系統(tǒng)

各種報警功能都需要一定功能的傳感器才能完成，例如，煙霧警報的實現(xiàn)，就需要煙霧感應器協(xié)助，通過系統(tǒng)控制線、煙霧感應器就能夠獲取環(huán)境中的煙氣數(shù)據(jù)，然后，進行信息交換后，相關數(shù)據(jù)被傳送給中央控制設備，中央控制設備在對數(shù)據(jù)做出診斷分析后，如果出現(xiàn)了數(shù)據(jù)異常，系統(tǒng)就會進行適當?shù)姆磻瑥亩鴨酉鄳膱缶?，該報警器就會把相關的數(shù)據(jù)信息傳送給中央控制器，進而完成有關數(shù)據(jù)的保存、警報提示等功能。

2.3 構建本地控制系統(tǒng)

本地管理系統(tǒng)主要是將不同功能的監(jiān)測子系統(tǒng)匯集一起，建立綜合性的信息處理系統(tǒng)，將該信息系統(tǒng)和相關的指揮系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等聯(lián)系在一起，就能夠對相應地區(qū)實施全方位監(jiān)測，進而有效提高監(jiān)測管理的效能和服務質量。當本地管理系統(tǒng)建立完成后，在對所有的監(jiān)測子系統(tǒng)產生預警信息時，指揮系統(tǒng)均可及時指派相應工作人員實施準確高效的處置，以此確保地方民眾生產生活的安全，并同時進行相應的信息反饋。本地管理系統(tǒng)的成功運作，物聯(lián)網(wǎng)技術起到了十分關鍵的作用。

2.4 連接遠程監(jiān)控系統(tǒng)

在人們日常生活中，電腦監(jiān)測體系最普遍的應用便是滅火器告警控制系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)應急報警控制系統(tǒng)。滅火器告警控制系統(tǒng)主要是運用物聯(lián)網(wǎng)信息技術，將樓宇中的消防滅火用具以及各種消防滅火報警系統(tǒng)傳感器連進網(wǎng)絡中，當報警探測器所傳輸?shù)臏囟取⒐?、煙氣等有關信息內容發(fā)生非常規(guī)時，本地的監(jiān)測信息系統(tǒng)就會對有關信息內容進行分類，同時，提供相應的反映與處置信息內容，并將有關信息內容反映給設備管理，調用與消防制度聯(lián)網(wǎng)的各設備實施聯(lián)動處理，同時，信息系統(tǒng)還要將有關信號傳送給消防工作相關主管部門，由其實施進一步的災情處理。互聯(lián)報警系統(tǒng)和傳統(tǒng)滅火告警管理系統(tǒng)的實施過程有一定的相似性，如果遇到威脅，互聯(lián)報警系統(tǒng)就會把有關統(tǒng)計消息及時采集、數(shù)據(jù)傳輸給公安，以便于進行遠程的互聯(lián)網(wǎng)告警。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)領域計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)領域生產制造方面的智能監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)信息技術廣泛應用于生產線流程監(jiān)測、現(xiàn)場參數(shù)收集、制造設備和質量監(jiān)控管理、原材料耗費監(jiān)測等，并能夠提高企業(yè)制造的智能化水平。在鋼鐵行業(yè)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術，公司能夠在制造流程中即時監(jiān)測加工商品的長度、厚薄、溫度等技術參數(shù)，提升服務質量，優(yōu)化工藝流程。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)生產經營管理方面的智能監(jiān)控

在紡紗、食物飲料加工、油氣化學等制造過程類產業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)技術也已在制造車間設備、工業(yè)生產機械設備管理領域中有所運用。比如，無錫一棉開發(fā)公司建設了網(wǎng)絡在線監(jiān)測管理系統(tǒng)，可對企業(yè)生產、品質、機器狀況等9類共168個參數(shù)進行監(jiān)測，并利用與公司的ERP管理系統(tǒng)相連接，完成了工業(yè)生產監(jiān)測統(tǒng)一和品質跟蹤，有效提高了企業(yè)生產管理水平和產品檔次。又比如，某家紡紗公司的制造車間設備濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術應用體系，由前段裝備、產品監(jiān)測裝備和信息管理后臺構成。前段裝備一般是各種溫濕度傳感器，完成即時收集制造車間設備周圍環(huán)境各種數(shù)據(jù)信息，并上傳到信息管理裝備；測控裝置負責將各傳感器數(shù)據(jù)經由GPRS互聯(lián)網(wǎng)上傳給管理后臺，并透過LED屏幕即時指示溫濕度傳感器數(shù)值。一旦環(huán)境數(shù)據(jù)達到了一定的閥位，管理后臺隨即采用短信等方法提示有關人員，以求適時進行必要措施調整。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)領域安全生產方面的智能監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)技術已經成為中國煤礦、鋼鐵、有色金屬加工等行業(yè)維護安全生產的關鍵手段。通過建設采用物聯(lián)網(wǎng)技術的礦山井下人、機、環(huán)狀態(tài)監(jiān)測和調度指揮的綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)，能夠對挖掘、提升、搬運、通氣、給排水、電源等重要生產裝置實施狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，并能夠監(jiān)控氣溫、濕度、氣體含量等。如果感應器檢測到瓦斯保護層含量超標，系統(tǒng)就會自動拉響警告，以提示有關工作人員及時采取相應的安全措施，從而降低了瓦斯保護爆炸和透水事件的發(fā)生率。同時，利用井下人員定位系統(tǒng)，也能夠對井下的作業(yè)人員實施定位與追蹤，從而確定他們的身份，從而在礦難出現(xiàn)時進行有效救援。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)自動化控制中的應用

4.1 在安全生產中的應用

通過云訪問技術，首先，將生產設備進行相互之間的聯(lián)網(wǎng)設置，在原始數(shù)據(jù)的參照下，工作人員可以更直觀地進行各項生產環(huán)節(jié)的勘察，一般出現(xiàn)嚴重的偏離，錯誤數(shù)據(jù)便能迅速地反饋給相關工作人員，工作人員能夠及時地監(jiān)控，并進行更正，保證設備的正常運行。此外，除了對設備的監(jiān)控外，還能實現(xiàn)對人員的實時監(jiān)控，一旦發(fā)生危險，能夠提前預警，保證工作人員的人身安全。

4.2 在生產制造環(huán)節(jié)的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術應用在生產制造環(huán)節(jié)，能夠節(jié)約生產資源，提升生產效率。隨著現(xiàn)代化科技的不斷進步，對工廠的生產要求越來越高，進而導致生產環(huán)節(jié)越來越復雜，能源消耗比以往也是只增不減，為了提升資源的全面應用，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對生產環(huán)節(jié)的監(jiān)控功能，以及對數(shù)據(jù)的進一步跟蹤，進行實踐模擬，在模擬中能夠找到最佳的生產方案，避免走彎路，減少了實驗中的資源浪費，加快了生產的進度。

4.3 在產品監(jiān)控中的應用

監(jiān)視系統(tǒng)的其他設備負責其生產過程監(jiān)視組件的任務，一旦出現(xiàn)問題，就可以及時發(fā)現(xiàn)并行問題的處理。監(jiān)控系統(tǒng)是充分保證工廠生產經營和穩(wěn)定產品生產的關鍵，有利于提高各行各業(yè)的生產速度和效率，并最大程度地減少發(fā)生故障時的大規(guī)模停產。事件的發(fā)生極大地影響了產品的正常生產和使用。自動智能監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控攝像頭系統(tǒng)功能，通訊平臺，短距離視頻監(jiān)控其他終端、測量方法、引導設備及部件組成。一旦生產過程中各種設備出現(xiàn)故障，警報電話軟件系統(tǒng)將被激活，氣體警報器將發(fā)出聲音警報。在接收和發(fā)送信號后，無線電視接收信息控制器可以控制計算機將其轉換為各種信號，并將其發(fā)送到平臺進行管理。日常管理其他人員可以對信息顯示設備進行遠程攻擊，觀察系統(tǒng)功能的整體運行情況，及時處理問題。

5 計算機監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術的自動化發(fā)展趨勢

計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能十分強大，采集數(shù)據(jù)需要配置以足夠數(shù)量的終端數(shù)據(jù)采集設備，轉換數(shù)據(jù)又需要借助物聯(lián)網(wǎng)模塊化平臺。運算方式好像平平無奇，實則背后支撐的技術水平十分高超。例如，重點信息采集設備具有一定的多樣性，物聯(lián)網(wǎng)自動控制在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中可以針對性地制定解決方案，適用于各種不同的場合、不同的定位和不同的服務，使自動控制系統(tǒng)更加人性化。

同時，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)技術的運行還可以實現(xiàn)對信息的采集、傳遞分析以及提取。并且大數(shù)據(jù)技術的應用實現(xiàn)了信息應用的多元化，提升了信息提取的效率。究其原因，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以進行信息特點的有效分析與總結歸納，并將分析結果呈現(xiàn)給用戶。所以，物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)在電腦監(jiān)控系統(tǒng)中的廣泛運用，促進了電腦監(jiān)控系統(tǒng)的應用越來越全面、直接、廣泛，使自動控制系統(tǒng)更加智能化。

6 結語

物聯(lián)網(wǎng)的自動控制技術在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的廣泛運用，實現(xiàn)了自動控制技術及計算機監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化和智能化，大大拓展了計算機監(jiān)控信息系統(tǒng)的使用范圍，增強了計算機監(jiān)控信息系統(tǒng)的時效性和規(guī)范性，高端的自動化控制大大加強了工作效率，使自動控制系統(tǒng)更加完善。所以，我們需要進一步地加大對物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)的關鍵技術及其計算機監(jiān)測體系的分析和研究，并把物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)的核心技術很好地運用于計算機監(jiān)測體系中。