物联网 结课论文

物联网与自动控制

姓名：张晨旗

班级：自动化1102班学号：11212051

物联网与控制系统（自动化）

摘要：

近几年物联网技术受到了人们的广泛关注。本文就谈一下物联网在自动化（系统的控制环节）方面的应用。

概念：

1）、自动化专业简介：

以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具。

2）、物联网：

通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

3）、物联网与工业自动化是一脉相承

从“管理、控制、智能”的角度来看，其实物联网与工业自动化是一脉相承的，工业自动化包含采集、传输、计算等环节，而物联网是全面感知、可靠传递、智慧处理，两者是相通的。物联网只是更加强调无线、海量采访及智能计算。从物联网需要的产业链的角度看，物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等属于其上游技术和产业，而下游则是物联网的应用问题。

应用：

1、基于物联网的智能家居控制系统设计

家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成。家庭智能化即智能化家居(Smart Home)，亦称数字家园(Digital Family)、家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home)、网络家居(Network Home)、智能屋(Wise House，WH)、智能建筑(Intelligent Building)等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。

1 ）、照明及设备控制

智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智

能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主机模块实现交互式通信。系统主框图如图1所示，系统主从模块的程序流程图如图2所示。其中主机相当于网络的服务器，主要负责整个系统的协调工作。

对于灯光控制，可以形成不同的灯光情景模式，以营造舒适优雅的环境气氛。为了提高系统的可维护性及可靠性，设计时应使系统具有智能状态回馈功能、故障自动报警功能、软启动功能。系统能自动检查负载状态，检查坏灯、少灯，保护装置状态等;也可以根据季节、天气、时间、人员活动探测等作出智能处理，达到节能目的。

2）、智能安防及远程监控系统设计

智能安防系统主要由各种报警传感器(人体红外、烟感、可燃气体等)及其检测、处理模块组成。入侵检测报警电路及其他火灾、燃煤气泄漏报警电路类似

3）、远程医疗系统设计

智能家居系统中，远程医疗应用应该说还没有引起广泛关注，但实际上它又是今后智能家居发展的一个方向之一。本系统提出的基于GPRS的远程医疗监控系统由中央控制器、GPRS 通信模块、GPRS网络、Internet公共网络、数据服务器、医院局域网等组成。

系统工作时，患者可随身携带的远程医疗智能终端首先实现对患者心电、血压、体温进行监测，当发现可疑病情时，通信模块对采集到人体现场参数进行加密、压缩处理后，以数据流形式通过串行方式(RS 232)连接到GPRS通信模块上，并与中国移动基站进行通信，基站SGSN再与网关支持节点GGSN进行通信，GGSN对分组资料进行相应的处理并把资料发送到Internet上，并且去寻找在Internet上的一个指定IP地址的监护中心，并接入后台数据库系统。这样，信息就开始在移动病人单元和远程移动监护医院工作站之间不断进行交流，所有的诊断数据和病人报告电子表格都会被传送到远程移动监护信息系统存档，远程移动监护信息系统存储数据以供将来研究、评估、资源规划所用。

2、应用物联网技术管理智慧型仓库

智慧型仓库无人值守试点区域使用面积400平方米，经过可行性调研，将163个物资中的81个物料作为试点物资，并制定了摆放及包装规范，基本涵盖了用于上海浦东新区570平方千米的电缆附件运维物资。通过运用电子门禁、电子拣选器、无线射频、ERP自动过账等物联网技术，仓库内的电缆终端、电缆保护管、绝缘套管、接续金具等81种常用电力物资实现了非接触、远距离、穿透式、移动识别，大幅提高了仓储管理的信息自动化水平，为统计库存物资、下达补库指令、监控仓储作业提供了数据支撑。

在仓库人员配置和岗位职能方面，无人值守仓库相较于传统人工仓库，在减少仓储管理人员标配数量的同时，提高了仓储管理岗位对熟练掌握物联网技术的要求。原有仓库管理人员9人，通过无人值守仓库试点后减少至3人，不再专门设置记账员。传统人工仓库中的领料发货、库存盘点、人工拣选等仓库保管员职能通过物资需求单位“自助领料”和仓储信息系统予以实现，现有的仓库管理人员只负责入库物资上架、库位调整等基础性工作。此外，传统仓库中记账员“日记账”、“月盘点”的岗位职能全部通过仓储信息系统自动完成，彻底消除了人工记账的计算失误和ERP系统数据录入的时间滞后问题，确保ERP库存信息的准确性和实时性，真正实现了仓库作业的无纸化管理，大幅降低了仓库管理的工作量和人力资源成本,实现了仓库人员的集约化和业务流程的高效化。

遇到突发应急抢修事故时，无人值守仓库的“自助领料”模式可实现全天候“随到随领”，完全消除了传统人工仓库“被动领料”导致工作时段外紧急领料时间难以控制的问题。当发生应急抢修时，物资领用人凭借门禁卡进出仓库，通过扫描紧急领料单上的条形码，确定所需物资的货架存储位置。当物资领用人携带所需物资靠近门禁系统后，无线射频技术自动比对物资领用信息，如发现实际领用物资与紧急领料单不符时，仓库自动发出警示提醒，门禁系统关闭。物资领用人准确领料并通过门禁系统后，仓储信息系统自动完成过账。

3、物联网自适应系统

IP物联网自适应控制系统是自动化控制系统中第一个通过软件技术把Lonworks、BACnet和多种Internet标准集成到通用对象模型的应用程序环境并嵌入到控制器层级；并且支持标准的WEB浏览界面。IP物联网自适应控制系统不但兼容现行的常用现场标准总线协议，同时还能为非标准协议的链接提供工具软件，能给已建系统提供全面的软件技术支持。这样的集成实现了真正意义的多系统不同设备的无缝连接，最大程度的节省和保护业主的投资。

IP物联网自适应控制系统产品先进性如下：

（1）技术层面：