【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù)研究包括以下一些方面： 1) 先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息， 并對(duì)其進(jìn)行處理、 傳送。2）感知物質(zhì)世界及其變化過(guò)程中，需要檢測(cè)的對(duì)象很多，如溫度、壓力、濕度、應(yīng)變等，微型化、低功耗對(duì)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(jì)符合未來(lái)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(diǎn)的設(shè)計(jì)理論，使之可識(shí)別和配接多種敏感元件，并適用于主被動(dòng)各種檢測(cè)方法；第三，各節(jié)點(diǎn)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(chǎng)合、尺寸的要求；第四，研究利用傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有的局域信號(hào)處理功能，在傳感器節(jié)點(diǎn)附近局部完成很多信號(hào)信息處理工作，將原來(lái)由中央處理器實(shí)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(duì)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成功能的定義和描述。對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)， 其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。 有學(xué)者提出無(wú)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(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)自身的管理以及用戶對(duì)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(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的檢測(cè)與控制由于傳感器網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的底層和信息來(lái)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(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)及信號(hào)傳輸通暢性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，研究開(kāi)發(fā)硬件節(jié)點(diǎn)和設(shè)備的診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(wú)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(diǎn)容易被攻擊者物理操縱，并獲取存儲(chǔ)在傳感節(jié)點(diǎn)中的所有信息，從而控制部分網(wǎng)絡(luò)的威脅。 必須通過(guò)其它的技術(shù)方案來(lái)提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性能。 如在通信前進(jìn)行節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證；設(shè)計(jì)新的密鑰協(xié)商方案，使得即使有一小部分節(jié)點(diǎn)被操后， 攻擊者也不能或很難從獲取的節(jié)點(diǎn)信息推導(dǎo)出其它節(jié)點(diǎn)的密鑰信息；對(duì)傳輸信息加密解決竊聽(tīng)問(wèn)題；保證網(wǎng)絡(luò)中的傳感信息只有可信實(shí)體才可以訪問(wèn)，保證網(wǎng)絡(luò)保證私有性問(wèn)題；采用一些跳頻和擴(kuò)頻技術(shù)減輕網(wǎng)絡(luò)堵塞問(wèn)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(cè)定設(shè)備的各項(xiàng)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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和趨勢(shì)。 　　性能參數(shù)分析法診斷故障，早在蒸汽機(jī)時(shí)代就已采用，用聽(tīng)、摸、嗅、看來(lái)了解機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，進(jìn)而通過(guò)人腦快速思維分析判斷機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和運(yùn)轉(zhuǎn)趨勢(shì)。至今，這種方法在現(xiàn)代仍被沿用，例如，用手觸摸柴油機(jī)高壓油管，依其脈動(dòng)狀況判斷高壓油泵的工作狀況。 應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷故障的性能監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)器、零部件的工作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。例如PAC監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)動(dòng)力裝置中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、廢氣渦輪增壓器運(yùn)行、活塞環(huán)工作狀態(tài)、氣缸的潤(rùn)滑和磨損、氣缸熱負(fù)荷、燃燒和噴油系統(tǒng)等進(jìn)行監(jiān)控，DMC監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)缸內(nèi)燃燒和噴射過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。 　　機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)是故障診斷的重要信息，振動(dòng)信號(hào)的變化反映著機(jī)器內(nèi)部狀態(tài)的變化。因此，采集振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理、狀態(tài)識(shí)別和趨勢(shì)分析，就可診斷故障。所以振動(dòng)分析是一種應(yīng)用廣泛的重要診斷技術(shù)。　　振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)包括以下內(nèi)容　?。?）振動(dòng)信號(hào)的測(cè)取 依振動(dòng)頻率不同配置相應(yīng)的傳感器，并安裝在合適的測(cè)是點(diǎn)處采集振動(dòng)信號(hào)。對(duì)應(yīng)于低、中、高頻振動(dòng)信號(hào)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。 　　（2）信號(hào)處理 利用信號(hào)分析儀將采集的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，除掉原振動(dòng)波形中無(wú)意義而又有害的波，并加工成便于精密分析的信號(hào)，進(jìn)而提取機(jī)器故障的振動(dòng)信號(hào)。信號(hào)處理是振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的核心。 　　（3）狀態(tài)識(shí)別 根據(jù)提取的放障信息頻譜，參考有關(guān)故障的振動(dòng)頻譜對(duì)機(jī)器狀態(tài)作出判斷，并對(duì)故障原因進(jìn)行分析。 　?。?）診斷決策 依故障診斷的結(jié)果確定防止或消除故障的對(duì)策，預(yù)測(cè)機(jī)器狀態(tài)變化的趨向等。 　　機(jī)械噪聲是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各種聲音的匯合，機(jī)械的噪聲是其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的外部表現(xiàn)形式，反映著機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造、安裝和修理的質(zhì)量及其維護(hù)管理的質(zhì)量。采集噪聲信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理、狀態(tài)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)故障診斷和預(yù)測(cè)。 　　噪聲聽(tīng)診器是簡(jiǎn)易噪聲檢測(cè)儀，它通過(guò)測(cè)量噪聲變化來(lái)檢查機(jī)器狀態(tài)。近年來(lái)隨著高新技術(shù)的發(fā)展，大謾測(cè)試分析儀器的出現(xiàn)有力地推動(dòng)噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。如采用高保真磁帶錄音機(jī)和信號(hào)分析儀采集噪聲信號(hào)和進(jìn)行信號(hào)的分析處理等。此外用于振動(dòng)測(cè)試的儀器和分析方法也可用于噪聲監(jiān)測(cè)。 　 設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)可及時(shí)判斷設(shè)備工況以保證安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。 　　溫度監(jiān)測(cè)方法分為采用溫度計(jì)的接觸式測(cè)量和通過(guò)接收熱輻射能量的非接觸式測(cè)量。紅外監(jiān)測(cè)就是溫度監(jiān)測(cè)中的非接觸式測(cè)溫技術(shù)之一。 　　紅外檢測(cè)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(cè)溫，而且可進(jìn)行故障診斷。例如運(yùn)行中車輛車軸箱的在線監(jiān)測(cè)。火車通過(guò)布置于鐵軌兩側(cè)的紅外線軸溫探測(cè)儀時(shí)，測(cè)溫儀自動(dòng)起動(dòng)，依次測(cè)量通過(guò)車輛軸箱溫度，依各軸箱溫度變化情況診斷和預(yù)測(cè)故障。大型煙囪、反應(yīng)塔和加熱爐爐門等無(wú)法接近的設(shè)備均可采用紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)。 　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展與普及，計(jì)算機(jī)正應(yīng)用于各種故障診斷技術(shù)中，對(duì)采集的信息進(jìn)行分析處理、比較、診斷和報(bào)警、存儲(chǔ)、顯示等，從而促進(jìn)了故障診斷技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各類計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)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(guò)傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，直接對(duì)空調(diào)終端進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)家居空調(diào)的故障診斷自動(dòng)報(bào)修。當(dāng)你因工作繁忙忽略了空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的異常時(shí)，它會(huì)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(wú)線測(cè)控模塊。環(huán)境模塊采集房間的環(huán)境參數(shù)，空調(diào)無(wú)線測(cè)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(wú)線測(cè)控模塊通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與房間控制器進(jìn)行通信；房間控制器通過(guò)以太網(wǎng)與管理計(jì)算機(jī)連接。管理計(jì)算機(jī)采用數(shù)據(jù)庫(kù)的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)融合的故障診斷。管理計(jì)算機(jī)提取數(shù)據(jù)庫(kù)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(jìn)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(shì)，診斷空調(diào)故障。管理計(jì)算機(jī)還提供了空調(diào)故障診斷界面，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)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(guò)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(duì)空調(diào)的相應(yīng)操作信息等，進(jìn)行故障分析和診斷的。先對(duì)來(lái)自傳感器的原始信息進(jìn)行特征提?。ㄌ卣骺梢允菍?duì)空調(diào)設(shè)備的操作事項(xiàng)，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(duì)特征信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、綜合分析，進(jìn)而作出決策。當(dāng)獲知對(duì)空調(diào)進(jìn)行了手動(dòng)或自動(dòng)首先分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的操作事項(xiàng)信息，判斷是否對(duì)空調(diào)進(jìn)行了操作，并對(duì)操作類型進(jìn)行判斷；若讀取到對(duì)空調(diào)進(jìn)行了開(kāi)啟或關(guān)閉操作時(shí)，通過(guò)對(duì)電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行分析，判斷空調(diào)設(shè)備是否能正常開(kāi)啟或正常關(guān)閉，診斷其有沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)啟異?；蜿P(guān)閉異常的情況；當(dāng)空調(diào)正常開(kāi)啟后或是讀取到對(duì)空調(diào)進(jìn)行了改變工作模式或設(shè)定值的操作時(shí)，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(guò)分析環(huán)境參數(shù)等信息，診斷空調(diào)是否開(kāi)始制冷、制熱或通風(fēng)，有沒(méi)有出現(xiàn)不制冷、不制熱或不通風(fēng)的故障；并通過(guò)分析其數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，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(guò)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(jiàn)故障診斷技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性，真正實(shí)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(jī)相連，傳感器可以24小時(shí)不間斷地對(duì)電梯日常運(yùn)行信息進(jìn)行收集、監(jiān)控，對(duì)電梯故障及事故進(jìn)行預(yù)警報(bào)警、分級(jí)響應(yīng)和應(yīng)急處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)。如果電梯發(fā)生困人事件，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)分級(jí)響應(yīng)救援機(jī)制，電梯維保人員將在第一時(shí)間內(nèi)通過(guò)手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)收到電梯故障消息。如果維保人