通信世界網消息(CWW)物聯網的基本特徵從通信對象和過程來看,物與物、人與物之間的信息交互是物聯網的核心。物聯網的基本特徵可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。
1、整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設備感知獲取物體的各類信息。
2、可靠傳輸—通過對網際網路、無線網絡的融合,將物體的信息實時、準確地傳送,以便信息交流、分享。
工業物聯網是將具有感知、監控能力的各類採集、控制傳感器或控制器,以及移動通信、智能分析等技術不斷融入到工業生產過程各個環節,從而大幅提高製造效率,改善產品質量,降低產品成本和資源消耗,最終實現將傳統工業提升到智能化的新階段。從應用形式上,工業物聯網的應用具有實時性、自動化、嵌入式(軟體)、安全性、和信息互通互聯性等特點。
本方案中無線信號的均勻覆蓋通過漏纜實現,將輻射型漏纜安裝在移動端行動軌跡附近,通過軟跳線將伺服器的無線設備與漏纜連接,再將接收天線固定在移動端,移動臺通過接收天線接收無線信號,使得無線信道暢通,移動端的收發天線與漏纜間實時進行信息交互,實現工業物聯網無線網絡的接入。
方案設計時,只需勘查覆蓋信號的區域長度,即可根據覆蓋條件以及無線設備參數,進行鏈路計算,而後確定單端信源饋入或雙端信源饋入,確定本方案中物料種類與數量,設計方便成熟,可靠性高。
1、 工業物聯網的典型應用
圖1 工業物聯網無線解決方案典型應用
2、 方案與服務針對工業網際網路無線覆蓋,亨鑫科技推出工業網際網路無線解決方案,該方案承載5G NR(支持0.8~3.6GHz接入)or WLAN 2.4G(支持0.7~2.7GHz接入)或 5.8G(支持5.0~5.9GHz接入),可在限定空間內建立穩定、可靠的無線信號通道,產品包括漏纜、天線、無源器件以及配套附件等。在可能對普通天線通訊的無線系統造成故障的區域,漏洩同軸電纜可作為區域網接入點的特殊天線使用。本方案的高可靠性取決於漏纜輻射無線電場的可控性,穩定性取決於漏纜輻射無線電場的均勻性、高性能器件的穩定性,同時無接觸的數據傳輸,無磨損,使維護量大大降低,節省了滑觸線和拖纜的更換成本。
圖2 工業物聯網無線解決方案示意圖
3、 相關應用領域與系統應用領域
系統
港口綜合應用
港口自動化系統,RCMS系統,業務調度系統,作業機械監控系統,海關查驗系統
物流領域
自動分揀系統,堆垛機,行李分揀系統,立體車庫
工業、製造業
智能工廠,流水生產線,智能倉儲,移動的工位,製藥,包裝
醫療、保健
服務& 診斷
智能家居
中央智能吸油煙機系統
其他
周界報警系統、應急通信、應急救援系統、臨時舞臺
3.1 城市綜合管廊自動巡視系統城市地下管道綜合走廊,是在城市地下建造一個集約化的隧道空間,將電力、通訊、燃氣、供熱、給排水等兩種以上市政管線集中敷設在該隧道內,並設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統,實施統一規劃、設計、施工和維護。具有綜合性、長效性、可維護性、高科技性、抗震防災性、環保性、低成本性、投資多元性和營運可靠性等特點。
與5G網絡融合,採用無線方式將巡視數據、語言、視頻通過5G網絡傳輸至中心控制臺或異地專家組,構建實時的直播操作與巡視場景,便於現場工作人員與指揮中心、專家組的溝通與互動。現場操作人員也可根據指導視頻,安全操作要求逐步進行巡檢。
3.2 智慧港口,港口自動化系統、自動行車系統智能港口是充分藉助網際網路、傳感器、雲計算、決策分析優化等智慧手段進行透徹感知、廣泛連結、深度計算港口供應鏈各個參與方之間無縫連接與協調聯動,從而低港口管理運作做出智慧響應,形成信息化、智能化、最優化的現代港口。
隨著世界經濟的發展,全球貨櫃運輸量的迅速增長,貨櫃碼頭吞吐能力不足的問題逐漸成為很多港口的發展瓶頸。尤其是地資源越來越昂貴,港口不可能無限制的擴大佔地面積,在現有的土地規模下,如何挖掘港口潛力,改進港口規劃與管理水平,提高港口吞吐能力,是未來港口面臨的難題。
傳統港口的重型器械(橋吊/輪胎吊/軌道吊)操控依賴人工作業,港口自動化系統,將人工現場作業升級為遠程作業或自動作業+人工監控。採用工業無線網解決方案解決Wifi天線室外覆蓋效果差,抗幹擾能力弱問題。
3.3 智能物流、自動分揀系統在可能對普通天線通訊的無線系統造成故障的區域,漏洩同軸電纜可作為工業無線區域網接入點的特殊天線使用。通過使用與需覆蓋信號的區域長度相當的輻射型漏纜,漏纜通過軟跳線連接到伺服器的無線設備;根據覆蓋區域的長度,依據鏈路計算的結果,可以使用直接饋入或功率二分、三分等饋入,也可選擇使用單端信源輸入或雙端信源輸入方式。使用輻射型漏纜安裝在傳輸裝置附近,移動端通過收發天線與漏纜間進行信息交互,實現智能物流自動分揀系統無線網絡的接入。
自動分揀系統直連AP架構示意圖
自動分揀系統AP功率二分架構示意圖
3.4 智能工廠、自動流水作業、自動檢測、自動搬運、智能倉儲、智能補貨系統依託5G專網,通過本方案可以實現5G信號信號全廠區無死角覆蓋,解決了工業無線覆蓋應用場景使用傳統WLAN天線覆蓋時存在盲區弱區、場強波動大、信號幹擾和指令掉包等問題,具有信號覆蓋穩定、可靠的特點。便於工廠物聯網與5G網絡完美融合,將生產製造管理系,質量檢測系統,物料管理系統等完全打通,運用自動生成設備、自動檢測設備、物料運輸AGV自動小車、立體倉庫等工具,將車間的生產系統——生產設備、質檢系統——質檢設備、物料管理系統——立體倉庫、AGV小車連接,實現工廠流水生產線操作、質檢(自動化檢測與記錄)、倉儲、搬運的自動化運行、管理與記錄、工廠數據云存儲、平臺化運營與遠程管理等功能。
3.5 中央智能吸油煙機系統傳統吸油煙機共用煙道內油煙被動排放,當多個廚房開始產生油煙時,很容易產生煙道堵塞和噪聲汙染問題。中央智能吸油煙機系統主動吸氣,採用漏纜與分機通信,自動控制煙道的啟用,解決煙道堵塞與噪聲汙染問題。
中央智能抽油煙機煙道閥門無線橋接方案,煙道主機在樓頂,每間房都有各自的煙道控制閥,要通過煙道通信實現主機對每個閥門的控制。該方案還可擴展到對燃氣管道、供水管道的閥門控制。
傳統的通常使用WLAN 天線進行無線信號的傳輸,在煙道內由於空間狹小,通常會導致信號強度弱、指令掉包等問題。使用漏纜來進行無線信號傳輸會大大改善以上問題,加強煙道通信的可靠性和施工便利性。
該方案還可拓展應用到燃氣管道、供水管道的閥門自動控制系統。
3.6 智能採礦智能採礦是以智能化、自動化採礦裝備為核心,以高速、大容量、雙向綜合數字通信網絡為載體,以智能設計與生產管理軟體系統為平臺,通過對礦山生產對象和過程進行實時、動態、智能化監測與控制,實現礦山開採的安全、高效和經濟效益最大化。使用基於WLAN技術的無線MESH網絡技術,由監控中心發送指令,遙控鏟運機進行各種動作,完成採礦作業。
3.7 周界報警系統在此類應用中,可將作為傳感器使用,藉助漏洩電纜輻射(或洩漏)電磁波,形成固定、穩定的輻射電磁場。當人或動物靠近漏洩電纜時,輻射洩漏電磁波發生擾動,通過檢測到的擾動信號,判定入侵者與位置。