【文章內(nèi)容簡介】 絡(luò)化測控綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算機技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息， 并對其進行處理、 傳送。2）感知物質(zhì)世界及其變化過程中，需要檢測的對象很多，如溫度、壓力、濕度、應(yīng)變等，微型化、低功耗對于傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用意義重大,結(jié)合新材料的研究，設(shè)計符合未來要求的微型傳感器；其次，需要研究智能傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計理論，使之可識別和配接多種敏感元件，并適用于主被動各種檢測方法；第三，各節(jié)點必須具備足夠的抗干擾能力、適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，并能夠適合應(yīng)用場合、尺寸的要求；第四，研究利用傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有的局域信號處理功能，在傳感器節(jié)點附近局部完成很多信號信息處理工作，將原來由中央處理器實現(xiàn)的串行處理、集中決策的系統(tǒng)，改變?yōu)橐环N并行的分布式信息處理系統(tǒng)。 3) 傳感器網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分層以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的集合，是對網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成功能的定義和描述。對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說， 其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。 有學(xué)者提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可由分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、傳感器網(wǎng)絡(luò)管理以及應(yīng)用支撐技3 部分組成。分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)類似于 TCP/IP 協(xié)議體系結(jié)構(gòu)； 傳感器網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)主要是對傳感器節(jié)點自身的管理以及用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理； 在分層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的基礎(chǔ)上，支持了傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用支撐技術(shù)。 4)對傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的檢測與控制由于傳感器網(wǎng)絡(luò)是整個物聯(lián)網(wǎng)的底層和信息來源，網(wǎng)絡(luò)自身的完整性、 完好性和效率等參數(shù)性能至關(guān)重要。對傳感器網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)及信號傳輸通暢性進行監(jiān)測，研究開發(fā)硬件節(jié)點和設(shè)備的診斷技術(shù)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的控制。 5)傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全傳感器網(wǎng)絡(luò)除了具有一般無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息泄露、信息篡改、重放攻擊、拒絕服務(wù)等多種威脅外， 還面臨傳感節(jié)點容易被攻擊者物理操縱，并獲取存儲在傳感節(jié)點中的所有信息，從而控制部分網(wǎng)絡(luò)的威脅。 必須通過其它的技術(shù)方案來提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性能。 如在通信前進行節(jié)點與節(jié)點的身份認證；設(shè)計新的密鑰協(xié)商方案，使得即使有一小部分節(jié)點被操后， 攻擊者也不能或很難從獲取的節(jié)點信息推導(dǎo)出其它節(jié)點的密鑰信息；對傳輸信息加密解決竊聽問題；保證網(wǎng)絡(luò)中的傳感信息只有可信實體才可以訪問，保證網(wǎng)絡(luò)保證私有性問題；采用一些跳頻和擴頻技術(shù)減輕網(wǎng)絡(luò)堵塞問題。 性能參數(shù)分析法 　　又稱性能監(jiān)控，是故障診斷的核心技術(shù)。它是利用傳感器或儀器、儀表測定設(shè)備的各項性能參數(shù)(如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理、比較和分析后判斷其運轉(zhuǎn)狀態(tài)和趨勢。 　　性能參數(shù)分析法診斷故障，早在蒸汽機時代就已采用，用聽、摸、嗅、看來了解機器的運轉(zhuǎn)參數(shù)，進而通過人腦快速思維分析判斷機器的運轉(zhuǎn)狀況和運轉(zhuǎn)趨勢。至今，這種方法在現(xiàn)代仍被沿用，例如，用手觸摸柴油機高壓油管，依其脈動狀況判斷高壓油泵的工作狀況。 應(yīng)用計算機自動監(jiān)測和診斷故障的性能監(jiān)控系統(tǒng)可以對機器、零部件的工作過程進行監(jiān)控。例如PAC監(jiān)控系統(tǒng)可對動力裝置中發(fā)動機運轉(zhuǎn)、廢氣渦輪增壓器運行、活塞環(huán)工作狀態(tài)、氣缸的潤滑和磨損、氣缸熱負荷、燃燒和噴油系統(tǒng)等進行監(jiān)控，DMC監(jiān)測系統(tǒng)可對缸內(nèi)燃燒和噴射過程進行監(jiān)控。 　　機械在運轉(zhuǎn)中的振動是故障診斷的重要信息，振動信號的變化反映著機器內(nèi)部狀態(tài)的變化。因此，采集振動信號，經(jīng)過信號處理、狀態(tài)識別和趨勢分析，就可診斷故障。所以振動分析是一種應(yīng)用廣泛的重要診斷技術(shù)?！　≌駝颖O(jiān)測技術(shù)包括以下內(nèi)容　?。?）振動信號的測取 依振動頻率不同配置相應(yīng)的傳感器，并安裝在合適的測是點處采集振動信號。對應(yīng)于低、中、高頻振動信號分別選用位移、速度、加速度傳感器，一般加速度傳感器應(yīng)用最為普遍。 　?。?）信號處理 利用信號分析儀將采集的振動信號進行處理，除掉原振動波形中無意義而又有害的波，并加工成便于精密分析的信號，進而提取機器故障的振動信號。信號處理是振動監(jiān)測技術(shù)的核心。 　?。?）狀態(tài)識別 根據(jù)提取的放障信息頻譜，參考有關(guān)故障的振動頻譜對機器狀態(tài)作出判斷，并對故障原因進行分析。 　　（4）診斷決策 依故障診斷的結(jié)果確定防止或消除故障的對策，預(yù)測機器狀態(tài)變化的趨向等。 　　機械噪聲是機器運轉(zhuǎn)時各種聲音的匯合，機械的噪聲是其運轉(zhuǎn)狀態(tài)的外部表現(xiàn)形式，反映著機器的設(shè)計、制造、安裝和修理的質(zhì)量及其維護管理的質(zhì)量。采集噪聲信號進行信號處理、狀態(tài)識別，實現(xiàn)故障診斷和預(yù)測。 　　噪聲聽診器是簡易噪聲檢測儀，它通過測量噪聲變化來檢查機器狀態(tài)。近年來隨著高新技術(shù)的發(fā)展，大謾測試分析儀器的出現(xiàn)有力地推動噪聲監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。如采用高保真磁帶錄音機和信號分析儀采集噪聲信號和進行信號的分析處理等。此外用于振動測試的儀器和分析方法也可用于噪聲監(jiān)測。 　 設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中，溫度是最基本的工作性能參數(shù)之一，零部件的溫度變化直接與其工況和故障有關(guān)，所以進行溫度監(jiān)測可及時判斷設(shè)備工況以保證安全可靠運轉(zhuǎn)。 　　溫度監(jiān)測方法分為采用溫度計的接觸式測量和通過接收熱輻射能量的非接觸式測量。紅外監(jiān)測就是溫度監(jiān)測中的非接觸式測溫技術(shù)之一。 　　紅外檢測技術(shù)源于軍事領(lǐng)域，現(xiàn)已應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，不僅可以測溫，而且可進行故障診斷。例如運行中車輛車軸箱的在線監(jiān)測?；疖囃ㄟ^布置于鐵軌兩側(cè)的紅外線軸溫探測儀時，測溫儀自動起動，依次測量通過車輛軸箱溫度，依各軸箱溫度變化情況診斷和預(yù)測故障。大型煙囪、反應(yīng)塔和加熱爐爐門等無法接近的設(shè)備均可采用紅外監(jiān)測技術(shù)。 　　隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展與普及，計算機正應(yīng)用于各種故障診斷技術(shù)中，對采集的信息進行分析處理、比較、診斷和報警、存儲、顯示等，從而促進了故障診斷技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各類計算機監(jiān)測和診斷系統(tǒng)。 故障診斷在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)空調(diào)是通過傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，直接對空調(diào)終端進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)空調(diào)。應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中的故障診斷技術(shù)，實現(xiàn)了對家居空調(diào)的故障診斷自動報修。當(dāng)你因工作繁忙忽略了空調(diào)運轉(zhuǎn)的異常時，它會貼心的提醒你并迅速通知到售后服務(wù)人員。在其空間單元內(nèi)設(shè)有房間控制器、環(huán)境模塊和空調(diào)無線測控模塊。環(huán)境模塊采集房間的環(huán)境參數(shù)，空調(diào)無線測控模塊采集空調(diào)的狀態(tài)及其參數(shù)信息；環(huán)境模塊和空調(diào)無線測控模塊通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與房間控制器進行通信；房間控制器通過以太網(wǎng)與管理計算機連接。管理計算機采用數(shù)據(jù)庫的形式對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，從而實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)融合的故障診斷。管理計算機提取數(shù)據(jù)庫中的各種信息，如環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，空調(diào)狀態(tài)和參數(shù)等，綜合這些信息進行數(shù)據(jù)處理、比較和分析，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)判斷空調(diào)的狀態(tài)和趨勢，診斷空調(diào)故障。管理計算機還提供了空調(diào)故障診斷界面，可隨時監(jiān)測房間環(huán)境參數(shù)、空調(diào)狀態(tài)與參數(shù)以及空調(diào)故障診斷情況等。通過融合該系統(tǒng)中多傳感器采集的環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，空調(diào)設(shè)備的電壓、電流及對空調(diào)的相應(yīng)操作信息等，進行故障分析和診斷的。先對來自傳感器的原始信息進行特征提?。ㄌ卣骺梢允菍照{(diào)設(shè)備的操作事項，環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，電壓和電流等），然后對特征信息進行數(shù)據(jù)處理、綜合分析，進而作出決策。當(dāng)獲知對空調(diào)進行了手動或自動首先分析數(shù)據(jù)庫中的操作事項信息，判斷是否對空調(diào)進行了操作，并對操作類型進行判斷；若讀取到對空調(diào)進行了開啟或關(guān)閉操作時，通過對電壓、電流等參數(shù)進行分析，判斷空調(diào)設(shè)備是否能正常開啟或正常關(guān)閉，診斷其有沒有出現(xiàn)開啟異?；蜿P(guān)閉異常的情況；當(dāng)空調(diào)正常開啟后或是讀取到對空調(diào)進行了改變工作模式或設(shè)定值的操作時，按照設(shè)定的頻率讀取空調(diào)的工作模式、狀態(tài)及參數(shù)，并提取環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)，通過分析環(huán)境參數(shù)等信息，診斷空調(diào)是否開始制冷、制熱或通風(fēng)，有沒有出現(xiàn)不制冷、不制熱或不通風(fēng)的故障；并通過分析其數(shù)據(jù)變化趨勢，綜合由歷史數(shù)據(jù)所構(gòu)成的歷史曲線或參考圖譜等，通過上述綜合分析診斷策略，判斷空調(diào)是否能正常制冷、正常制熱或正常通風(fēng)，分析其制冷、制熱、通風(fēng)的效果。最后得出診斷結(jié)果。由此可見故障診斷技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性，真正實現(xiàn)了智能的一體化。物聯(lián)網(wǎng)電梯是電梯中安裝了一部傳感器，并與互聯(lián)網(wǎng)和手機相連，傳感器可以24小時不間斷地對電梯日常運行信息進行收集、監(jiān)控，對電梯故障及事故進行預(yù)警報警、分級響應(yīng)和應(yīng)急處理，實現(xiàn)實時響應(yīng)。如果電梯發(fā)生困人事件，整個系統(tǒng)會立即啟動分級響應(yīng)救援機制，電梯維保人員將在第一時間內(nèi)通過手機或網(wǎng)絡(luò)收到電梯故障消息。如果維保人員在半小時內(nèi)沒有處置，電梯維修的主管