工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概況

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算技術(shù)為支撐和手段的一種現(xiàn)代工業(yè)形態(tài)-----即工業(yè)4.0。工業(yè)4.0是繼傳統(tǒng)工業(yè)、機(jī)械化工業(yè)、信息化（自動(dòng)化）工業(yè)之后進(jìn)步到更高階段的產(chǎn)物。傳統(tǒng)工業(yè)主要通過(guò)人工獲取工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品信息，往往消耗大量人力，物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，有效降低人力消耗和對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響，獲取精確的生產(chǎn)環(huán)境和產(chǎn)品信息，工業(yè)生產(chǎn)變得更加智能化和自動(dòng)化，工業(yè)4.0的廣泛應(yīng)用。將大大提高產(chǎn)品產(chǎn)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，增加企業(yè)效益。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)原理圖如下：

系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)由數(shù)據(jù)分析及控制平臺(tái)、智能網(wǎng)關(guān)、傳感器節(jié)點(diǎn)、無(wú)線節(jié)點(diǎn)、傳感模塊、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)（水泵、排風(fēng)電機(jī)、電磁閥、報(bào)警器、各種傳感器、電機(jī)）等組成；傳感器采集到的信號(hào)通過(guò)無(wú)線方式上傳至智能網(wǎng)關(guān)，智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)/WIFI上傳到PC服務(wù)器端，服務(wù)器采用BS/CS二合一方式顯示采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及控制各個(gè)前端節(jié)點(diǎn)。

系統(tǒng)功能總述

通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)將各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（嵌入式設(shè)備、PLC、變頻器、控制對(duì)象）與中心生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)或監(jiān)控中心連接成一個(gè)IOT網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、遠(yuǎn)程控制，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)可視化、智能化、數(shù)據(jù)化管理。實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃整體效果圖示：

）整體項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)設(shè)備之間的聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，完成整套系統(tǒng)的功能，并開發(fā)相應(yīng)的適合教學(xué)的應(yīng)用案例，并提供配套的硬件原理圖、程序源代碼和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)，滿足學(xué)校工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)M2M通信實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)理念和設(shè)計(jì)方案，并與學(xué)校共同開展校企合作，社會(huì)培訓(xùn)、師資培訓(xùn)、競(jìng)賽合作等工作。

2）提供整套系統(tǒng)和每個(gè)子系統(tǒng)的教學(xué)指導(dǎo)講義、代碼、使用手冊(cè)等，材料包含整套系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的使用案例（源代碼、硬件原理圖、實(shí)驗(yàn)手冊(cè)、芯片手冊(cè)等）及數(shù)據(jù)交互案例。

3）傳感器采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)嵌入式開發(fā)板無(wú)線傳輸至多連接IOT網(wǎng)關(guān)，經(jīng)多連接IOT網(wǎng)關(guān)以WiFi通信的方式按MQTT協(xié)議發(fā)送至服務(wù)器顯示，優(yōu)先使用本地實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)器。傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)比系統(tǒng)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)高，自動(dòng)開啟降溫機(jī)構(gòu)；實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)比系統(tǒng)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)低時(shí)，自動(dòng)開啟加溫機(jī)構(gòu)。

4）通過(guò)與PLC擴(kuò)展模塊相連的傳感器采集數(shù)據(jù)經(jīng)PLC主機(jī)設(shè)備，以有線RS-485方式MODBUS協(xié)議經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)傳輸至多連接IOT網(wǎng)關(guān)，最終上傳服務(wù)器。

5）多連接IOT網(wǎng)關(guān)進(jìn)行python語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)有線和無(wú)線數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

6）服務(wù)器端：可以發(fā)送指令，使WiFi通信多連接IOT網(wǎng)關(guān)無(wú)線傳輸給嵌入式開發(fā)板，對(duì)所連接的電機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（加溫、燃?xì)忾y、報(bào)警器等）進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和控制。包括但不僅限于上述案例，能滿足基本教科研需求。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云管理平臺(tái)

1.采用B/S架構(gòu)

2.系統(tǒng)在線提供詳細(xì)的介紹和使用說(shuō)明，在線學(xué)習(xí)平臺(tái)包含：系統(tǒng)架構(gòu)圖；應(yīng)用層學(xué)習(xí)路線圖；服務(wù)層學(xué)習(xí)路線圖；網(wǎng)關(guān)層學(xué)習(xí)路線圖；傳感網(wǎng)絡(luò)等不同層次的學(xué)習(xí)路線圖。

3.設(shè)備狀態(tài)

4.數(shù)據(jù)展示

5.信息統(tǒng)計(jì)

6.典型工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例

圖1 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

       圖2 設(shè)備安全管理應(yīng)用系統(tǒng)

      圖3 無(wú)人值守安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖4 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)系統(tǒng)