物联网在工业上的应用Word下载.docx

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●城市运行保障和应急抢险车辆卫星定位管理物联网应用

●区县和社区综合监管物联网应用

今年年底前，本市将建成有关轨道交通安全、极端天气道路畅通、水电气热用量实时监测等10项物联网应用示范工程。

日前，市政府办公厅印发《北京市城市安全运行和应急管理领域物联网应用建设总体方案》，决定将城市运行和应急管理“网”入物联网。

随着社会经济的快速发展，城市公共安全风险和隐患也逐步凸显。

本市于2005年建立应急指挥技术支撑系统，运行至今已有不少掣肘之处，而城市运行、公共安全信息及突发事件预警急需加强。

为提升政府管理服务水平，本市计划在今年年底前完成10项物联网应用示范工程，建成一批物联网应用系统。

20处气象监测站进高速

遭遇暴雨、暴雪、大雾、沙尘暴等极端天气，道路气象监测系统将立刻“捕捉”上报。

“极端天气保持道路交通畅通物联网工程”通过对高速公路等重点路段的实时监控，动态监控天气，向司机发出道路交通风险提示，同时预警汛期的地质灾害。

处于城市外围的六环路和机场北线、南线，以及京藏、京新、京开、京港澳、京哈、京承、京沪高速北京段，将增设20处道路气象监测站点，预报路面积水结冰、雾霾、沙尘、大风等气象信息。

本市所有44个自动气象站，将有固态降水监测传感器，采集实时降雪量。

此外，在城市部分下凹式立交桥、重要道路低洼处设置水位传感器，测量路面积水信息，有效治理逢雨必淹的“水区”。

顺义彩虹桥等城市重点桥梁，将进行压力、位移等健康体检。

水电气热实时掌握

每到夏季和冬季，保障水电气热的供应平稳成为关系市民生活的头等大事。

“‘城市生命线’实时监测物联网工程”的建成，将实时掌握水电气热的供应量，据此提出调度和存量需求，制定应急预案。

根据要求，本市将增加50个自来水测压终端，实时监控11座水厂和供水管网的水质和供水状态，掌握污水处理厂和重要排水管网、电气热供应设施的运行情况。

相关数据传回城市运行监测平台进行分析，优化“城市生命线”的管理服务。

7地铁站装人流密度监控器

核辐射、火灾、高温、毒气……对于人员高度密集的轨道交通来说，公共安全随时处于“高度紧张”中。

“轨道交通安全防范物联网工程”针对大客流冲击、极端天气和治安防范，实时获取主要地铁站前广场、地下换乘站和重点车站的信息。

本市将选择7个大客流冲击严重车站、11个重点换乘通道和换乘站安装数字摄像头，监控人流密度、人流量和人员非法越界等异常行为。

作为试点，地铁1号线东单站还将安装核辐射、烟气、温度等传感器，并监测危险品违法携带等行为。

加油站可“闻”气体浓度

为降低安全生产事故率，危险化学品、煤矿、矿山、相关重点工业企业等四类高危行业领域将纳入“安全生产物联网工程”。

本市600余家加油站和3级以上的油库，以及食品、建材、危化品企业将加装气体浓度和温湿度等传感器、数字摄像头，进行爆炸、气体扩散等事故的预测预警。

煤矿和矿山企业可追踪井下人员所处位置，预警窒息、机械伤害、坍塌、透水等事故。

此外，东城、丰台、朝阳区将分别对2000余部电梯的安全运行、3000余家餐饮企业的液化气使用、8万间出租屋的一氧化碳浓度，搭建市、区两级远程实时监控平台。

何为物联网？

物联网是指通过信息传感设备（包括射频识别、红外感应、卫星定位、激光扫描和视频监控等），按照约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

它是在互联网基础上的延伸和扩展，具有技术融合度高、产业链条长、应用领域广等特点，具体包括信息的采集、传输、分析和应用四个环节。

（二）无锡工程审计首用物联网技术

　据悉,无锡市在“长广溪生态修复一期工程”跟踪审计中首次运用物联网技术,时间缩短72%,效率提高6倍。

长广溪生态修复一期工程”跟踪审计,由无锡市滨湖区审计局承担。

该项目所涉及区域原始地形复杂、使用水准仪或全站仪等传统仪器测量耗时长且精度低。

滨湖区审计局首次引入GPS全球定位测量系统,将物联网技术与原有计算机审计技术组合应用,其测量、整理和计算时间由用传统方式所需的4人50天缩短为2人14天,大大降低审计成本,提高了审计绩效。

（三）“感知地震物联网示范工程”战略合作签约

无锡市委副书记代市长朱克江、副市长谈学明及无锡经信委、信电局、科技局、质检局等一把手局长出席本次活动，本次活动集中展示了无锡南长区在建设物联网核心区一年多来取得的成绩，区委书记刘霞作了重要发言。

在项目集中签约仪式中，无锡市地震局、中科怡海高新技术发展江苏股份公司现场签约了“感知地震 

智能监测”战略合作协议。

感知地震 

智能监测”是基于物联网技术的地震监测、预警调度、应急指挥综合系统。

本次合作协议的签订及即将展开的实施，有望将该项目打造为“国际先进、国内一流”的地震监测系统并成为行业标杆。

此系统作为地震监测和灾后救援之间的重要环节，可以增加预警时间，减少决策判断时间，从而避险时间可以大大增加。

因此可以大大减少人员伤亡。

（四）小天鹅重拳出击物联网洗衣机

所谓物联网，就是“物物相连的互联网”。

据了解，小天鹅物联网智能洗衣机是专门针对全球最先进的美国新一代智能电网设计，其先进的控制系统能识别智能电网运行状态及分时电价等信息，并智能调整洗衣机的运行状态，从而起到节约能耗、降低电磁辐射污染、提高电网的供电安全和稳定性的作用。

去年5月11日，小天鹅通过校企间的合作，利用新技术、新材料等，改造和提升传统洗衣机产品品质，着力开发针对特定用户群的新型洗衣机。

据了解，小天鹅承建了1200平方米无锡物联网智能家居体验中心，推出多个“感知中国”主题的物联技术应用样板工程，其物联网洗衣机也进入世博会智能家电展区与全球游客见面，这些标志着小天鹅已经在物联技术应用上处于国际领先水平。

（五）基于RFID技术的电梯门禁系统的设计

在现代社会，电梯的控制还停留于人工控制阶段，既浪费了人力资源，又使安全性大大降低，所以有必要设汁—个电梯门禁系统，来控制电梯。

本文设计了—个基于RFID的电梯控制系统，把它安装在电梯外选和内呼的界面上，使被授权人员（既持有有效IC的人）可以通过IC卡进入电梯，并且可以呼梯，选择自己要去的楼层，而未被授权人员则不能进入电梯，更无权呼梯，从而起到门禁的作用。

　　1.射频识别技术原理及主要特点

　　射频识别技术是从20世纪80年代起走向成熟的—项自动识别技术，它是利用射频方式进行非接触自动识别，将射频识别和Ic卡技术成功结合起来，实现自动识别目标对象并获取相关数据，从而进行数据交换。

　　1．1工作原理

　　基于RFID的电梯控制系统主要由三部分构成：

电子标签、读卡器和控制系统。

　　1．1．1电子标签（即IC卡）

　　由耦合元件及电路组成，标签含有内置天线，用于和读卡器的射频天线进行通信，每个标签具有唯一的电子编码，附着在IC卡上标识唯一的目标对象。

　　1.1.2阅读器

　　读取（除读卡外还可以写入）标签信息的设备。

在阅读器中包括读卡器和天线，标签（射频卡）和读卡器之间通过天线传递射频信号。

　　RFID工作的主要过程是：

读卡器通过天线发送一定频率（13.56MHz）的射频信号，当电子标签进入到射频信号的范围内，射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量并被激活；

射频卡将自身的编码等信息通过它的内置发射天线发送出去；

系统接收天线接收从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读卡器，读卡器对接收的信号进行解调和解码后送到后台系统进行相关处理。

　　1.1.3控制系统

　　控制系统根据逻辑运算判断该持卡人的权限，根据不同的权限做出不同的处理和控制，发出指令信号，来控制电梯的动作。

　　1.2主要特点

　　和同期或早期的接触式IC卡相比，射频IC卡除具有存贮容量大、读写方便、保密性好、智能化等优点，还具有以下特点：

　　1.2.1实现了免接触操作，读取距离远，读写器在75cm左右的范围内就能够实现对卡片识别，应用便利；

1.2.2无外露金属触点，整个卡片完全密封，无机械磨损，具有良好的防水、防尘、防污损、防磁、防静电性能，使用寿命长；

1.2.3对无线传输的数据都经过随机序列的加密，卡内序列号是唯一的，安全性高；

1.2.4抗干扰能力强，穿透性好，感应灵敏，易于维护和操作；

1.2.5支持写入数据，无需重新制作新的标签，可重复使用；

1.2.6读卡器使用了防冲撞技术可实现多目标识别、运动目标识别，应用场合更广泛。

　　2.系统设计与实现

　　由于对电梯进行操作必须保证电梯内的地线保持连通不能断路，因此这套电梯门禁系统是通过继电器来控制电梯内地线的断连，以达到控制电梯操作权限的目的。

　2.1系统硬件组成

　　系统主要由MCU、时钟电路、MFRC500卡、存储电路、看门狗以及通信模块组成。

系统的工作方式主要是，先由MCU控制读卡器驱动MFRC500对卡进行读写操作。

然后，根据所得的数据对其它接口器件，如EEPROM、时钟芯片等，进行响应操作。

最后，与PC机之间进行通信，由单片机控制继电器的吸合巳MCU采用AT89C52，是因为AT89C52开发简单，运行稳定。

EEPROM采用24C64，用于存储系统的数据。

24C64是12C接口操作方式，需要用一片MAX232进行电平转换。

时钟芯片采用DSl2C887。

DSl2C887是Dallas公司生产的新型产品，内置电池，可连续使用10年，可以方便记录事件的发生时间，限制持卡人使用的时间权限。

为了防止系统‘‘死机”，使用MAX813作为看门狗。

整个系统由电梯内部24V电源线供电，再由稳魇模块7805稳压成5v的电源。

由于7805的工作热量很高，故在7805上安置—个散热片。

　　此外为了避免出现被授权用户因为忘记带卡而无法呼梯的现象，我们对读卡器外接了—个4*4的矩阵键盘，以便于在无卡的情况下输入密码同样可以启动呼梯功能

　　2.2软件部分

　　本系统采用中断（INTl）工作模式，即MCU利用MFRc500提供中断信息对其进行控制。

另外，根据系统的需要，可以采用查询方式对MFRC500进行操作。

主程序流程图如图1所示：

根据上面的流程，采用基于KeilC的C语言进行编程，部分初始化程序如下：

2.2.1连接

　　当一张Mifare卡片处在读写器的天线的工作范围之内时，程序员控制读写器向卡片发出REQUEST命令。

　　卡片的A7Ht（AnswertoRequest）将启动，将卡片Block（）中的卡片类型（Tag/type）号共2个字节传送给读写器，建立卡片与读写器的第一步通信联络。

如果不进行ATR操作，读写器对卡片的其它操作将不会进行。

　　2.2.2反碰撞操作

　　如果有多张Mifare卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时，读卡器将首先与每一张卡片进行通信，取得每一张卡片的系列号。

由于每一张Mifare卡片都具有其唯一的序列号，决不会相同，因此读卡器根据卡片的序列号来保证一次只对一张卡操作。

该操作读卡器得到的返回值为卡的序列号。

　　2.2.3

　　2.2.4权限

　　最后，根据不同的卡序号，赋予不同的权限，选择楼层，完成电梯门禁的功能，程序略。