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《從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)看極端物聯(lián)網(wǎng)_工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是極端物聯(lián)網(wǎng).doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)看極端物聯(lián)網(wǎng)_工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是極端物聯(lián)網(wǎng) ADI物聯(lián)網(wǎng)與安全解決方案副總裁JoyWeiss在前不久一次演講中將這種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用稱為極端物聯(lián)網(wǎng)(ExtremeIoT),區(qū)別于我們一般常用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的說(shuō)法,這個(gè)術(shù)語(yǔ)將這類應(yīng)用做了很好的歸類。因?yàn)檫@類物聯(lián)網(wǎng)具有明顯的特點(diǎn)和要求,從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和系統(tǒng)角度出發(fā),極端物聯(lián)網(wǎng)要求精密性、魯棒性、安全性和高精度,需要適應(yīng)各種不同的工作條件?! 墓I(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例看開(kāi) 工廠中半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用特殊氣體,儲(chǔ)氣罐填充數(shù)據(jù)通常利用一種我稱之為“人力網(wǎng)絡(luò)”的辦法來(lái)收集,也就是讓人帶著寫(xiě)字板在工廠里
2、四處走動(dòng)手動(dòng)查看儲(chǔ)罐的填充水平 并記下來(lái),這個(gè)過(guò)程成本很高。為了監(jiān)視該工廠中的175個(gè)儲(chǔ)罐,每天需要大約4小時(shí)而且容易出錯(cuò)。若能連續(xù)地、遠(yuǎn)程地做這些事情,不僅省錢(qián)而且能避免無(wú)計(jì)劃的停工,減少儲(chǔ)罐過(guò)早更換所造成的浪費(fèi)。以電子方式提供這些數(shù)據(jù),晶圓廠操作員便能分析消耗趨勢(shì),主動(dòng)調(diào)整工廠產(chǎn)能?! ∠聢D可以看到,晶圓廠充滿著各種機(jī)器和管道,有線傳感器的成本會(huì)高到令人難以承受而且在晶圓廠的某些區(qū)域是根本行不通的。為了改造建筑物環(huán)境,無(wú)論是半導(dǎo)體晶圓廠還是商業(yè)建筑,或是任何你想引進(jìn)極端物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境,需要無(wú)線通信,不只是從通信角度所說(shuō)的無(wú)線通信。事實(shí)
3、上,通信應(yīng)能依靠低成本電池持續(xù)數(shù)年,從而也不需要供電源線。在解決這個(gè)案例的物聯(lián)網(wǎng)通信要求中,ADI采用了在業(yè)界普遍應(yīng)用的Dust ADI硅谷晶圓廠:對(duì)超過(guò)175個(gè)特種氣體鋼瓶密切監(jiān)測(cè)以確保不間斷氣體供應(yīng)。 知道有工業(yè)環(huán)境中存在問(wèn)題是很重要的信息,而知道為什么有這些問(wèn)題則是非常重要的洞察力。下面是半導(dǎo)體晶圓廠中的另一實(shí)際例子,如何快速定位電機(jī)中的問(wèn)題根源,需要能夠精確監(jiān)視電機(jī)內(nèi)部的較小信號(hào),以便確定系統(tǒng)是否超范圍運(yùn)行。傳感器的尺寸、成本、封裝和功耗也是實(shí)現(xiàn)極端物聯(lián)網(wǎng)的重要因素,具有較寬帶寬和低噪聲的MEMS加速度計(jì)可以測(cè)量較小信號(hào),這意
4、味著它能更快速、更準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)是否超范圍運(yùn)行。不僅知道電機(jī)是否超范圍,我們還能實(shí)際確定其根源,例如滾珠軸承損壞。 區(qū)別于一般的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,極端物聯(lián)網(wǎng)是這樣的 當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越重視信息的價(jià)值——獲取事物信息并據(jù)此信息而做出行動(dòng)判斷極具價(jià)值,它會(huì)讓我們的生活和工作變得更有效率、更安全、更環(huán)保、更輕松,但不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)這些要求是不一樣的。她以居家為例,恒溫器的精度或者恒溫器中溫度傳感器的精度,可以偏離一兩度很可能沒(méi)人會(huì)注意到,該溫度數(shù)據(jù)送到家里的火爐所需的時(shí)間如果偏離一點(diǎn)點(diǎn)的話,從“系統(tǒng)”角度看,你去衣櫥拿一件毛衣穿上就能解決問(wèn)題。但如果
5、是在煉油廠,工廠中某一點(diǎn)的溫度或壓力即使變化很小,也可能導(dǎo)致情況從安全變?yōu)槲kU(xiǎn),危及工廠中或附近的人們。此外,生產(chǎn)中斷可能造成數(shù)十萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)美元的巨額損失,由此可見(jiàn)及時(shí)檢測(cè)微小變化是何等重要。 極端物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通常要求采用系統(tǒng)化方法來(lái)設(shè)計(jì)端到端應(yīng)用,并精心考慮各個(gè)級(jí)別的解決方案,從而在所有時(shí)候都能正常工作,并提供可信賴的、及時(shí)的、精確的信息,這些要求包括在最惡劣的情況下執(zhí)行精密檢測(cè)和測(cè)量,在節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和云端進(jìn)行低功耗信號(hào)處理,實(shí)現(xiàn)安全的端到端連接、嚴(yán)苛的安全考慮?! ×硗?,在很多此類應(yīng)用中,安裝或使用的人員并不了解技術(shù),他們不是無(wú)線專家
6、,不是電子專家,因此設(shè)計(jì)這些復(fù)雜產(chǎn)品時(shí),必須從根本上做到易于使用、易于部署、易于調(diào)試,這些都很重要。在工業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)4.0現(xiàn)在已經(jīng)風(fēng)靡全球,一般稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。制造商們將互聯(lián)網(wǎng)接入工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò),力圖將生產(chǎn)率和靈活性提升到新的層次。為此,我們需要智能傳感器,以及采用安全連接的控制系統(tǒng)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是極端物聯(lián)網(wǎng) 危險(xiǎn)環(huán)境司空見(jiàn)慣,電磁干擾也可能是這些應(yīng)用的重大挑戰(zhàn)。此外,通過(guò)有線方式為傳感器供電并連接傳感器可能不現(xiàn)實(shí),例如,給旋轉(zhuǎn)設(shè)備安裝有線傳感器是行不通的,因此無(wú)線方案是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0普遍檢測(cè)的關(guān)鍵?! ?duì)于工業(yè)應(yīng)用,另一個(gè)重要因素是頻繁需
7、要時(shí)間敏感或帶時(shí)間戳的數(shù)據(jù),確定性網(wǎng)絡(luò)支持控制應(yīng)用,帶時(shí)間戳的數(shù)據(jù)可以用在算法中,分析整個(gè)工廠中的事件趨勢(shì),以深化所收集信息的價(jià)值,大家可以去看看時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試臺(tái),了解有關(guān)這個(gè)概念的更多信息。 但在這些環(huán)境中,安全性不是可以討價(jià)還價(jià)的,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)安全性有非常高的要求,這是半導(dǎo)體制造環(huán)境中的極端物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)實(shí)際例子?! ⌒〗Y(jié) 如果你在北京的街頭漫步,尋找下一個(gè)吃小吃的地方,你可以利用高德地圖找到,也可以利用肉眼視覺(jué)找出哪里可能有旅館,但是若要使農(nóng)作物產(chǎn)量最大且水消耗量最少那么可能需要厘米精度的土質(zhì)監(jiān)測(cè),以便知道自動(dòng)灌溉設(shè)備需要往
8、哪里灌水。在上面的例子中,盡管環(huán)境非常惡劣,工作環(huán)境宛如金屬的海洋,但此系統(tǒng)的可靠性要求比電信網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)營(yíng)商級(jí)通信要高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這就是極端物聯(lián)網(wǎng),環(huán)境極端而性能