【文章內(nèi)容簡介】 分布式信息處理技術(shù)等。協(xié)作地實(shí)時(shí)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(jìn)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(jì)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(diǎn)的設(shè)計(jì)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(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)具有的局域信號處理功能，在傳感器節(jié)點(diǎn)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(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(jì)算機(jī)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(diǎn)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(yùn)行狀態(tài)及信號傳輸通暢性進(jìn)行監(jiān)測，研究開發(fā)硬件節(jié)點(diǎn)和設(shè)備的診斷技術(shù)，實(shí)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(diǎn)容易被攻擊者物理操縱，并獲取存儲在傳感節(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(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(shí)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(kuò)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(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。 　　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、摸、嗅、看來了解機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，進(jìn)而通過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。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，依其脈動狀況判斷高壓油泵的工作狀況。 應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動監(jiān)測和診斷故障的性能監(jiān)控系統(tǒng)可以對機(jī)器、零部件的工作過程進(jìn)行監(jiān)控。例如PAC監(jiān)控系統(tǒng)可對動力裝置中發(fā)動機(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)測系統(tǒng)可對缸內(nèi)燃燒和噴射過程進(jìn)行監(jiān)控。 　　機(jī)械在運(yùn)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(jī)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)。　　振動監(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(diǎn)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(jìn)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(jìn)而提取機(jī)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(jī)器狀態(tài)作出判斷，并對故障原因進(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策，預(yù)測機(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。采集噪聲信號進(jìn)行信號處理、狀態(tài)識別，實(shí)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(jī)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(jī)和信號分析儀采集噪聲信號和進(jìn)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(yùn)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(jìn)行溫度監(jiān)測可及時(shí)判斷設(shè)備工況以保證安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。 　　溫度監(jiān)測方法分為采用溫度計(jì)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(jìn)行故障診斷。例如運(yùn)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(shí)，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(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，對采集的信息進(jìn)行分析處理、比較、診斷和報(bào)警、存儲、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(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)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(shí)現(xiàn)了對家居空調(diào)的故障診斷自動報(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(jìn)行通信；房間控制器通過以太網(wǎng)與管理計(jì)算機(jī)連接。管理計(jì)算機(jī)采用數(shù)據(jù)庫的形式對數(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，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(jìn)行故障分析和診斷的。先對來自傳感器的原始信息進(jìn)行特征提?。ㄌ卣骺梢允菍照{(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)獲知對空調(diào)進(jìn)行了手動或自動首先分析數(shù)據(jù)庫中的操作事項(xiàng)信息，判斷是否對空調(diào)進(jìn)行了操作，并對操作類型進(jìn)行判斷；若讀取到對空調(diào)進(jìn)行了開啟或關(guān)閉操作時(shí)，通過對電壓、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(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(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)不間斷地對電梯日常運(yùn)行信息進(jìn)行收集、監(jiān)控，對電梯故障及事故進(jìn)行預(yù)警報(bào)警、分級響應(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，整個系統(tǒng)會立即啟動分級響應(yīng)救援機(jī)制，電梯維保人員將在第一時(shí)間內(nèi)通過手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)收到電梯故障消息。如果維保人員在半小時(shí)內(nèi)沒有處置，電梯維修的主管、小區(qū)物業(yè)公司負(fù)責(zé)