开放式数控系统及物联网资料摘录汇总Word文件下载.docx
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由美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司提出和研制了“OMAC（开放式、模块化体系结构控制器）”，其目的是用更开放、更加模块化的控制结构使制造系统更加具有柔性、更加敏捷。
该计划启动后不久便公布了一个名为“OMACAPT”的规范，并促成了一系列相关研究项目的运行。
论文\基于PC的开放式网络化数控系统研究和开发.kdh
开放式数控系统的研究概况
控制系统采用开放式体系结构导致了新一代控制器的产生，并成为未来制造业的重要支柱。
欧美及日本等工业国家对开放式体系结构进行了较大的投入，并制定了相应的研究计划，其中最代表性的研究计划有：
1.美国的NGC和OMAC计划
早在1987年，里根政府为振兴美国的机械制造业，推动工业界形成广泛的合作，以增强对外竞争力，出台了NGC（TheNextGenerationWork-station/MachineController）研究计划。
该项目由美国国家制造科学中心（NCMS）与空军共同领导，于1989年开始实施。
NGC计划的目标是，为基于开放式体系结构的下一代机械制造控制器制定一个标准，基于该标准的控制器具有结构开放性、广范适用性的特点。
在该标准的支持下不同的设计人员可以开发出具有互换性和互操作性的控制部件。
NGC计划的一个重要成果是开发并最终形成了“开放式系统体系结构标准规范（SOSAS，SpecificationforanOpenSystemArchitectureStandard）”，用于指导工作站和机床控制器的设计和结构组织。
NGC计划己于1994年完成了原型研究，并已转入工业开发应用。
例如美国Ford、GM和Chrysler等公司在NGC计划的指导下，联合提出了OMAC（OpenModularArchitectureController）开发计划，制定了系统基础框架、信息库管理、任务调度、人机接口、运动控制、传感器接口等OMACAPI标准，构造了完整的体系结构。
2.欧盟的OSACA计划
OSACA（OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystem）计划是欧盟为了增强其机床和控制器制造商在世界市场中的竞争力而制定的研究项目。
该项目由德国斯图加特大学的制造控制技术研究所（ISW）主持，有来自欧盟主要机床制造商、控制器供应商和高等院校等11家参加单位。
该计划共分为三个阶段，其第一阶段和第二阶段均已实现，主要完成了OSACA规范、应用指南制定，并依照OSACA规范开发了标准的通用系统平台和软件模块。
第三阶段的计划正在实现过程中，其主要目标是推广OSACA思想以及前期工作的技术成果，同时与日、美的相关机构进行接触，以期建立一个国际性的控制器标准。
OSACA计划的目标是为数控自动化设备定义一个独立于硬件平台、与制造商无关的开放式控制系统参考结构，这些自动化设备不仅包括机床数控（NC），机器人控制（TC，RobotControllers），还包括可编程控制器（PLC，ProgrammableLogicalControllers）和单元控制器（CC，CellControllers）等。
3.日本的OSEC计划
OSEC（OpenSystemEnvironmentforController）计划是在日本国际机器人和工厂自动化研究中心（IBOFA）开放式数控委员会倡导下，于1995年由东芝机器公司、丰田机器厂和Mazak公司三家机床制造商和日本IBM、三菱电子及SML信息系统公司共同组建的。
其目的是建立一个国家性的工厂自动化控制设备标准，并开发新一代基于PC平台、性能价格比高的开放体系结构数控系统。
高端装备制造业、重大专项
论文\基于自主创新的我国装备制造业振兴策略研究.pdf
l我国装备制造业设计制造水平不断提高，一批自主创新能力强的装备企业在市场竞争中脱颖而出
2我国装备制造业自主创新能力仍然非常薄弱。
缺乏核心技术和一流企业
3增强自主创新能力。
振兴我国装备制造业的对策建议
网页\高端自主化引领装备制造业“十二五”.mht
以重大专项为依托，提升自主创新能力将成为我国装备制造行业下一个5年的重点任务。
建立数字化装备开发的技术平台、突破装备数字化共性关键技术、提升装备技术水平同样将成为下一步装备制造业调结构的主力举措
中国国际工程咨询公司最近的一份研究报告中指出，当人们对装备制造业作为高技术载体及生产力转化桥梁的认识进一步加深，新兴的信息技术、核技术、空间技术等无一不需要通过高端装备制造业自主创新创造出来的时候，中国由“制造大国”向“制造强国”转身变得迫在眉睫。
“电力设备是我国高端装备自主创新成就最突出的领域，我们的常规火电设备已经做得很不错了，但核电和燃气发电设备的仪控系统仍部分依赖进口”，石勇说，“其他很多领域也是如此，进步很快但差距依然不小。
像高档数控系统，我们依然远远不能满足国内需求”。
网页\高端装备制造业-从高端突破,向创造跨越.mht
高端装备制造业指的是现代制造业的高端部分，是为国民经济各大行业提供先进技术设备的产业，是各项工业技术、信息技术及各类新兴技术的集成载体，它的发展直接关系到各个行业的产业升级、技术进步。
所以说，向高端延伸，从高端突破，抢占高端领域，是选择，是决策，更是战略。
近年来，我国相继出台了一系列调整振兴鼓励政策措施，高端装备制造业发展环境不断优化，产业创新能力明显增强，科技水平大幅提高，从低端到高端的突破在许多领域展开。
中国数控机床工具工业协会常务副理事长吴柏林感叹，在连续8年成为世界机床第一大消费国和第一大进口国之时，去年我国机床产业产值也跃居世界第一，但高档数控机床仍要依赖进口，中高档数控机床的数控系统和功能部件主要来自境外。
图片：
图片\高端装备制造业-从高端突破，向创造跨越.jpg
网页\“十二五”规划思路-培育高端装备制造业迫在眉睫.mht
从国际上来说，西方国家特别是装备制造业传统强国，均提出了“再工业化”的战略需求。
此外，贸易保护主义抬头给我国造成的最直接的影响便是出口减少。
2007年我国装备制造业出口值率为19.65%，2009年这一数值下降至11.31%，出口产值也从2007年的16633亿元下降至12253亿元。
在推动自主创新方面的重要任务主要概括为三部分：
第一，实施重大专项战略，包括高档数控机床和基础制造装备专项、大飞机专项、极大规模集成电力制造设备及成套工艺专项、大型液压堆和高温气冷堆专项。
第二，加速重大成套设备、高技术装备及高技术产业自主化。
第三，建立健全国家实验室、工程中心、大型企业技术中心，完善装备自主创新体系，加强共性技术研发和公共平台建设，利用改制院所的优势资源，围绕重点产业及有优势的产业，通过分离、重组和新建，形成一批从事产业共性技术研发的公共平台，完善检测以及合格认定体系。
物联网
《物联网导论》刘云浩编著
目前，物联网还没有一个精确且公认的定义。
这主要归因于：
第一、物联网的理论体系没有完全建立，对其认识还不够深入，还不能透过现象看出本质；
第二、由于物联网与互联网、移动通信网、传感网等都有密切的关系，不同领域的研究者对物联网思考所基于的出发点各异，短期内还没达成共识。
通过与传感网、互联网、泛在网等相关网络的比较分析，我们认为：
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
它具有普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
起源与发展：
1999年，建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出物联网概念。
2005年11月17日，在信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：
物联网》。
报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行信息交换。
射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入式技术将得到更加广泛的应用。
奥巴马就任美国总统后，于2009年1月28日与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”。
作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念。
2009年，日本政府IT战略本部制定了日本新一代的信息化战略《i-Japan战略2015》，该战略旨在到2015年让数字信息技术如同空气和水一般融入每一个角落，聚焦电子政务、医疗保健和教育人才三大核心领域，激活产业和地域的活性并培育新产业，以及整顿数字化基础设施。
2009年8月7日，国务院总理温家宝在无锡视察时发表重要讲话，提出“感知中国”战略构想。
论文\CCF_YOCSEF之声第二期.pdf
什么是物联网？
学术层面上的概念是“具有自我标识、感知和智能的物理实体基于标准的标准协议进行连接，构成物理世界和信息空间之间融合的融合系统。
”
今年我国新立项了三个物联网相关的973项目。
“物联网的基础理论与实践研究”报告提出了物联网是信息空间的感知、传输和智能处理，到物理空间的反馈控制，形成感知、传输、决策、控制到开放式的一个过程。
强关联、非确定、高混杂是物联网的三大特征。
“物联网体系结构基础研究”报告提出了“广泛互联互通、透彻信息感知、综合智慧服务”是物联网的本质特征。
“物联网基础理论和设计方法研究”报告指出物联网是数字系统和物理系统的融合系统。
图片\马华东ppt1.JPG
图片\马华东ppt2.JPG
（信息物理融合系统CPS的“感联知控”，也适用于物联网？
）
图片\感联知控-感.JPG
图片\感联知控-联.JPG
图片\感联知控-知.JPG
图片\感联知控-控.JPG
ppt\物联网-北京理工.ppt
英文名称：
TheInternetofthings，简称IoT
“物联网”是指通过装置在物体上的各种信息传感设备，如RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等等，赋予物体智能，并通过接口与互联网相连而形成一个物品与物品相连的巨大的分布式协同网络。
¢
主要特征：
全面感知
可靠传送
智能处理
图片\物联网体系框架.jpg
ppt\物联网大全2.ppt
物联网是“M2M”（机器对机器）应用的归纳化表述，其在对讲、车载、工控、市政等方面早已有大量成熟应用。
网页\解读物联网：
不谈概念只谈应用.mht
工业物联网
网页\物联网在工业领域中的应用.mht
论文\工业是物联网应用的重要领域_物联网在工业领域中的应用专题研讨会综述.pdf
从当前技术发展和应用前景来看，物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面。
制造业供应链管理
物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。
空中客车（Airbus）通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。
生产过程工艺优化
物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。
生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。
钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程。
产品设备监控管理
各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。
GEOil&
Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center，通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案。
环保监测及能源管理
物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。
在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。
电信运营商已开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。
工业安全生产管理
把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。
物联网在工业领域的大规模应用还面临一些关键技术问题，概括起来主要有以下几个方面。
工业用传感器
工业用传感器是一种检测装置，能够测量或感知特定物体的状态和变化，并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。
工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。
可以说，没有众多质优价廉的工业传感器，就没有现代化工业生产体系。
工业无线网络技术
工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状（Mesh）网络，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，具有低耗自组、泛在协同、异构互连的特点。
工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术，是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术，也是未来几年工业自动化产品新的增长点，已经引起许多国家学术界和工业界的高度重视。
工业过程建模
没有模型就不可能实施先进有效的控制，传统的集中式、封闭式的仿真系统结构已不能满足现代工业发展的需要。
工业过程建模是系统设计、分析、仿真和先进控制必不可少的基础。
论文\工业物联网不再是概念.pdf
网页\工业物联网技术与应用.mht
控制系统的特点是结构网络化，控制分散化，节点智能化，系统集成化。
前面很多专家说过了物联网体系结构有感知层，传输层和应用层，一般的应用和我们工业应用最大的不同是工业应用是闭环的，其他很多应用是开环的。
我们控制网络和物联网在结构上应用要求上可能有不同。
我们工业物联网技术的难点，工业物联网有精确的时间同步，通信确定性，工业环境的适应性。
一、精确的时间同步的要求非常要紧，第二个通信的确定性，不一定要求很快，但是要很准时，不准时会带来一些灾难。
工业环境的适应性要求在高温，潮湿，振动需要有机械环境适应性，工业环境适应性方面要有。
标准化工作
网页\无线传感器网络及其标准化.mht
早在2005年，国际自动化学会ISA100就倡导并致力于通过定义和颁布系列标准和推荐导则及组成相应技术工作组，以实现自动化和控制环境下的无线传感器网络标准化。
到目前为止，WSN通讯协议的国际标准化工作正在进行中，与现场总线类似，WSN的标准化也如春秋战国时代纷争不断，目前还难以统一到一个真正意义上的技术标准。
其现状是：
其中有的标准已正式颁布实施，有的还在讨论批准过程中，有的还尚处于研发阶段。
下面将具有代表性的WSN系列标准或技术规范现状做简要介绍。
6LoWPAN、无线HART、ISA100和ZigBee等无线传感器网络标准或规范均是基于IEEE802.15.4-2006低速率无线个域网标准。
6LoWPAN是“IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetworks”（低功率无线个域网上的IPv6）的缩写，属IETF（因特网工程任务组）中的一个工作组，负责制订基于IEEE802.15.4标准个域网上IPv6传输的通讯技术标准。
现已发布了RFC4944基础性的技术规范。
无线HART（WirelessHART）标准是HART通讯协议的扩展，专为如过程监视和控制等工业环境应用所设计。
在2007年6月，经HART通讯基金会批准，无线HART标准作为HART7技术规范的一部分，加进了总的HART通讯协议族中。
IEC6259（Ed.1.0）是国际电工委员会于2010年4月批准发布的完全国际化的无线HART标准，是过程自动化领域的第一个无线传感器网络国际标准。
该网络使用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准，采用直接序列扩频（DSSS）、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址（TDMA）同步、网络上设备间延控通信（Latency-controlledCommunications）等技术。
其无线HARTMesh网络拓朴结构示意见图1。
ISA100是正处于发展过程中的相对较新的标准组织，其采用了6LoWPAN技术，主要提供工业自动化与控制应用领域的、重点在现场级（Level0）的无线系统标准。
具体而言，ISA100委员会主要致力于制订在无线技术应用环境、无线设备及系统的技术和生存周期、无线技术应用等方面的无线制造和控制系统类标准、推荐导则、技术报告和相关信息等。
ZigBee是ZigBee联盟所定义的、并在2004年12月获得批准的、基于IEEE802.15.4标准频率2.4GHz的Mesh网络互联通讯协议。
ZigBee标准化组织主要致力于制订诸如嵌入传感、医疗数据收集、电视遥控类用户装置、家庭自动化等方面应用的IEEE无线标准联网规范，并受到许多大的工业联合体的支持。
另外，ZigBee也已制订了如鉴别、加密、关联和应用服务等处于通讯上层的附加通讯性能方面的相关规定。
IEEE1451系列标准是由IEEE仪器和测量协会的传感器技术委员会发起的，是专为智能传感器接口（其主要特点是具有数据处理的智能化）而制订的标准。
其IEEE1451.5-2007标准即为智能传感器无线通讯协议和传感器电子数据表（TEDS）格式的相关标准
EnOcean是楼宇自动化领域的一种无线通讯系统，并未获得相应国际标准化组织的批准认可，但受到西门子等公司的大力支持。
其技术是基于机械激发等能量捕获原理，其传感器不用电池，具有免维护功能。
数据包仅为14字节，传输速率120kbit/s，设备传输频率868.3MHz，无线传输距离可达300米。
网页\ISA100无线标准的制定及发展.mht
ISA100的第一个无线标准——ISA100.11a过程自动化应用无线标准完成于2008年12月，比起其他的ISA标准，它发展得更为迅速。
自2005年ISA100建立以来，已经制定了两份ISA100技术报告。
图片\ISA100标准发展时间线.jpg
图片\ISA100.15涵盖的任务及范围.jpg
图片\ISA100-无线网络复合协议功能.jpg
网页\ISA100_11a与WirelessHART7_1的优缺点比较.mht
目前工业领域的无线网络标准有WirelessHART、ISA100以及中国WIA-PA
WirelessHART通讯协议是2007年9月由HART通讯基金会发布，它是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准，满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。
ISA-100标准定义的工业无线设备包括：
传感器、执行器、无线手持设备等现场自动化设备。
主要内容包括工业无线的网络构架、共存性、鲁棒性以及与有线现场网络的互操作性等。
ISA-100.11a是第一个开放的、面向多种工业应用的标准族
我国科技人员自主研发的用于工业过程自动化的无线网络WIA-PA（WirelessNetworksforIndustrialAutomation-ProcessAutomation）规范于2008年10月31日经过国际电工委员会（IEC）全体成员国的投票，以96％的得票率获得通过，作为公共可用规范IEC/PAS62601标准化文件正式发布。
射频标识技术国际标准化是在ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会）、JTC1/SC17（第一联合技术委员会/?
）卡和身份识别分委会下进行的
智能传感器技术的国际化工作由IEC的TC65上进行。
传感器网络技术的标准化工作在国际上主要由IEEE802.15工作组进行
网页\泛在传感器网络标准体系与系统架构研究.mht
标准是传感器网络产业化发展的制高点，各国掌握核心技术的公司和研究机构对标准的制定都非常重视。
在目前的传感器网络领域，德州仪器、微软、英特尔、诺基亚、霍尼韦尔、西门子等跨国公司正在开展相关技术标准的制定工作，我国也必须及时开展标准化工作，以避免我国传感器网络产业界再次成为产业链的最低端，沦为代工厂。
所幸的是，我国传感器网络的技术、产业发展与国际基本同步，目前国际尚无完备的传感器网络标准体系，这为我国实质性参与该领域国际标准化工作、占领产业的制高点提供了一次难得的历史性机遇。
传感器网络标准化研究将有利于巩固现有技术、产业成果，规范、推动产业有序、健康发展；
通过统筹安排，产学研用联合攻关，对相关技术体制进行全面梳理，形成可行的技术标准体系，切入关键技术问题；
通过“关键技术－标准化－应用示范－产业化－商用化”的渐进发展道路，保障传感器网络大规模应用的互联互通，推动传感器网络迅猛发展；
有利于推动我国实质性参与传感器网络国际标准化工作，扩大产业界在国际上的影响力。
传感器网络涉及的技术领域和相关标准化组织较多，目前国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）的第一联合技术委员会（JTC1）、国际电子和电气工程师协会（IEEE）、国际电信联盟（ITU）和互联网工程师任务组（IETF）等国际标准化组织都在开展传感器网络标准相关的研究工作，但大多尚处于标准提案阶段。
其中，IEEE在为传感器网络提供支持的底层无线传输技术和传感器接口的标准化研究等方面已取得一定进展；
ITU-T的多媒体编码、系统和应用（SG16）研究组开始进行泛在传感器网络（USN）应用和服务的研究，SG17研究组已开展USN安全
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