机械电连接线生产中物联网技术的应用

摘要：在机械电连接线生产过程中引入物联网技术可以有效提供生产的效率和质量。本文围绕物联网详细描述了其在生产中的应用，指出了其优点。

关键词：物联网；机械电连接线；生产；探索

机械电连接线是应用在机械设备上的电线，由于机械设备内部连接要求的不同，这些连接线分单芯和多芯，也有分硬芯和软芯，分类方法很多，种类也很多。对于一根连接线而言，本身就有剥线、定位、装配等等各种工序，其流程非常繁杂。如果是不同型号而又相似的连接线并行穿插生产的话，由于其工艺参数存在细小差别，工序步骤存在细微调整，其生产过程对于经验丰富的生产人员往往也显得无所适从。

物联网技术是近年兴起的新型的主要以物为连接对象的传感、组网技术。它对物体感知和控制的要求是无时不在、无处不在。进一步说，物联网能够感知当前事件的信息，也能够对当前事件进行提前预警，利用物联网技术对生产人员指定时刻的事件进行事前提醒和及时检查，可有效消除生产过程中的混乱状态。

一、物联网技术的基础概述

物联网技术是在传感技术、通信技术、数字技术等各种现代化技术的基础上出现的，一般而言，物联网技术融合了传感网和因特网。一个简单的典型物联网模型可以描述为：传感器获取物体的实时信息，通过无线传感器把数据信息传送到网关，然后再由这个网关将数据送进因特网，数据之后进一步被送进服务器并且存储起来，终端使用者需要使用这些数据时，可以通过网络调取，并对数据进行相应的处理。而当终端使用者需要对物体进行相应的控制操作时，其路径大致相反，原理却大致相同。

传感器是获取物体信息的基本手段，从原理角度，这些传感器有振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器、光电传感器等等。比如，湿敏传感器将当地的空气湿度信息转换成微处理器可以识别的电压信号，然后微處理器对该信号进行相应的采样、编码、发送等工作，经过一系列的传送后，数据到达服务器。传感网是物联网系统重要的一环，存在有线和无线之分，因无线传感器因其部署灵活、方便而更受欢迎。无线组网技术有蓝牙、Zigbee、WIFI等等。WIFI往往具有组网简单但功耗大、节点少的特点，Zigbee具有快速自组网、节点多而技术难度大的特点。网关是不同网络之间转换协议的互联设备，是所有设备中相对而言较复杂的一部分，它需要把两个甚至多个不同网络的数据协议进行翻译、对接。因特网是当今社会高度信息化的重要特征，现代因特网的主干网、城域网绝大多数都是光纤网络，速度快，容量大，而因特网的“最后一公里”则是百花齐放，有光纤到户、DSL等等。现代因特网的稳定性非常高，主干网极少断网，局域网一般也很少出现故障，从采集物体的传感器到服务器，数据传送的通道是稳定、可靠的。服务器是整个物联网系统的数据中心，传统的服务器必须有固定IP地址对应，或者通过一些技术手段进行相应的映射，由于云技术的兴起，数据直接被送入云端，相当于是互联网上一个移动的存储服务器。[13]

二、物联网技术在机械电连接线生产中的应用

在机械电连接线生产中，我们需要知道哪个工人在哪个时刻在对哪个工件实行哪个工序，在某些时候需要在事件发生前对某个事件进行相应的提醒。时间可以服务器从计算机上自动获取，只要校准计算机的时间就可以了。工人信息、工件信息、工序信息我们都从扫描二维码获得，即给每个工人、每个工件、每个工序（工序和工位，每个工位有唯一二维码）分配一个特定且唯一的二维码。在部分测试环节，还需要测试数据的获取，比如，多芯线的生产过程中，希望知道哪根线的哪个芯发生了故障，并在后台服务器进行记录，这时测试设备充当了传感器的角色。无线传感网，使用Zigbee进行自组网，由于Zigbee技术的发展，CC2530这一Zigbee器件被众多厂商制作成固定的模块，只要根据其提供的通信协议通过232接口与CC2530内嵌的51单片机进行通信就可以实现Zigbee几乎所有的功能，而Zigbee可连接多达65000个节点，足够一个超级复杂的生产过程了。Zigbee终端节点将数据传送到网关，网关再对相关的数据进行识别、过滤和转发。网关的上一层网络即为因特网，符合TCP/IP协议，下一层网络即要求符合Zigbee协议，为此，我们选择微芯的PIC18F97J60单片机作为网关的主控芯片，单片机只需要极少的元器件就能接入因特网，而其232接口直接和一个Zigbee模块相连接，这个Zigbee模块通常设置为协调器模式。Mysql被用来建立数据库服务器，其服务器所在的地方有固定IP对应，数据库的数据在有因特网的地方均能够查询，而对数据库数据的写入、后台数据的管理则由和数据库服务器处于同一台机器的后台程序执行，后台程序对网关传送过来的数据进一步进行识别、处理，然后写入数据库。

三、物联网技术应用在生产过程中的优点

（一）物联网技术在生产中的应用可以实现生产过程的全程监控

由于每一个工人、每一个工序、每一个工件都对应一个传感输入，而时间则是有服务器计算机持续提供，可以说，物联网技术实现生产过程的工人、工序、工件、工时的四维输入，这样生产过程中的所有信息都会被清晰记录。必要的提醒也必然会由系统实时给出。

（二）物联网技术提供了产品生产的可追溯性

生产过程有物联网系统全程记录，一旦产品的质量出现问题时，就可以非常准确、迅速地找到问题的所在。

（三）物联网技术搜集的数据可以为生产决策和生产优化提供强有力的数据支撑

掌握了生产的数据，可以进一步借助大数据的分析手段优化工作量的安排，也可以优化生产任务的调度、人员的管理、生产工具的配置。如此，可以增加生产的效率。

四、结语

针对机械电连接线生产的复杂性，本文尝试引入物联网技术，讨论了物联网技术自身的结构特点以及机械电连接线生产过程中的物联网应用概况，并进一步指出了物联网技术在机械电连接线生产过程中具备的优点。

参考文献：

[1]唐珂.国外农业物联网技术发展及对我国的启示[J].中国科学院院刊，2013（6）.

[2]胡永利，孙艳丰，尹宝才.物联网信息感知与交互技术[J].计算机学报，2012，35（6）：11471163.

[3]田立勤，林闯，张琪，等.物联网监测拓扑可靠性设计与优化分析[J].软件学报，2014（8）：16251639.

作者简介：吴海燕（1985），女，江苏海门人，主要从事生产计划和技术管理的工作。