仪器仪表在物联网中的应用分析论文_徐建辉,龙基智

仪器仪表在物联网中的应用分析论文_徐建辉,龙基智

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摘要:本文概述分析了仪器仪表独立应用为基础,并结合物联网加大数据技术成熟应用,展开分析和研究,充分发挥物联网、数据技术优势,并引领仪器仪表加入物联网技术中的应用,让仪器仪表在物联网中的应用开启新篇章。

关键词:仪器仪表;物联网;数据;应用;分析;研究

前言:

仪器仪表作为传统的测量产品存在有几十年历史了,经过这几十年的不断开发更新,已经相当成熟产品,已经为人类社会提供了重要的物质技术保障的一门学科;提供检测、计量、监测和控制装置、设备与技术的综合性工程领域;仪器仪表从功能来分覆盖范围包括:科学仪器、分析仪器、电学仪器、光学仪器、环境仪器、实验室仪器、工业自动化仪表、信息技术电测仪器、通用和专用自动测试系统、医疗仪器等行业。目前仪器仪表都是以独立功能的产品个体存在,为各行各业检测、试验、分析、测试、计量、计算提供了可靠的数据来源.现仪器仪表主要大体由三大部份组成,一是数据采集,是对传感技术的科学应用,传感技术是提供各种测量的模拟量的前端数据来源的硬件关键设备;二是算法处理,这里指的是微控制器参与计算,主要包含模拟量的数字转换,数据分析,数据计算等等;三是输出显示,是人机沟通的窗口,把仪器仪表测量数据结果都是靠输出显示直接告诉使用者。这种技术方式存在的仪器仪表在人们的生产生活中的应用已经相当成熟,同样还会以此方式的独立个体仪器仪表将继续服务于各行各业。

物联网即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。物联网看似与仪器仪表没什么关联,其实不然,我们可以将仪器仪表嵌入物联网系统中,仪器仪表也发挥其作用,可以更加丰富物联网在测试、测量、智能制控等方面的应用,也适合物联网当今发展的需求;物联网铺开向各领域互联应用,引领着仪器仪表向智能化、网络化、集成化发展。

1、技术分析:

现今仪器仪表绝大都是以独立的个体产品存在,没有形成物联网 + 仪器仪表的这种应用;随着计算机信息化技术的进步发展,物联网应用已经相当成熟,只待人们将它引用到各行各业中去;仪器仪表发展今天也已经几十年了,是非常成熟可靠的产品,现需要传统仪器仪表得跟上物联网发展的步伐,向智能化、网络化的方向发展,加速开发设计,当仪器仪表能很方便宜地接入物联网时,就完全可以实现物联网 + 仪器仪表的应用。当仪器仪表测量数据能够传入物联网中,那带来的好处是相当多的,总体做了如下分析:

1.1传感器应用技术

传感器的数据采集,主要是采集对象发出的各种信号,再将这种信号转换成电信号,以便于后续的处理。采集对象发出的信号大多数都是通过传感器来采集的,包括现已实现的传感信息物理量有磁、声、力、温度、湿度、光、位移、旋转、加速度、液位、扭矩、应变、电流、电压以及化学(如气味等)信号,现今传感器能采集的领域已经涵盖生活的方方面面。

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1.2数据处理及显示技术的应用

当传感器采集到的电信号后,主要是对采集到的电信号进行平整、滤波、模数转换等,转换成便于处理的数字信号。根据不同的传感器信号类型在整理阶段的内容也有所不同,比如对传感器传来的信号主要是进行信号放大、平整、滤波和模数转换的过程;而对于开关量信号通过记录仪的采集之后一般都能够转换成所需要的数字信号以待输出到下一个处理环节。

在信号的处理阶段,主要是对模数转换后的数字信号进行相关函数计算,还原传感器采集到的真实数值,以便显示处理。进入显示环节则是将各传感器采集到的真实物理量直接显示人们的面前,让人们非常容易就能得到直观、量化、稳定的输出结果。

1.3仪器仪表数据网络化传输技术

仪器仪表是人们获取各信息的重要工具,并可以通过物联网将各仪器仪表获得信息的数据实时网络中,让监控人员能够随时随地可以读取当前的信息数据,只需服务端有一台电脑或手机都能远程操作,并以高效、简洁、方便、快捷的方式浏览你所监控的各区域情况,使工作人员的工作效率大大提高,并且不受区域限制。

1.4仪器仪表加入智能化网络控制技术

随着社会经济水平的发展,现在人们在生产上都追求自动化,快节奏;在工作上追求轻松愉悦工作方式。此时仪器仪表加入智能化网络控制技术的应用,以及数据处理技术,可以很好实现人们追求;而物联网加仪器仪表技术的应用,给人们的生产生活带来了全新的感受。

2、实践应用

这里我先举个例子为:物联网 + 仪器仪表 + 智能农业的应用;在智能农业大棚环境里,单栋大棚可利用物联网技术,结合仪器仪表传感器数据采集并接入该大棚网络形成一个测控区,采用不同的功能仪器仪表对单栋大棚室内、室外的环境监控,组成小型智能农业物联网络控制系统,来测量基质湿度、成分、pH值、温度以及空气湿度、气压、光照强度、二氧化碳浓度等,再通过模型分析,自动调控大棚环境、控制灌溉和施肥作业,从而获得植物生长的最佳条件,才能培育出更好的农业产品。

对于大棚成片的农业园区,物联网也可实现自动信息检测与控制。通过配备无线传感节点,每个无线传感节点可监测各类环境参数。通过接收无线传感汇聚节点发来的数据,进行存储、显示和数据管理,可实现所有基地测试点信息的获取、管理和分析处理,并以直观的图表和曲线方式显示给各个大棚的用户,同时根据种植植物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息,实现大棚集约化、网络化远程管理。

以上这种物联网 + 仪器仪表+ 智能农业的应用可以做到高效、精准、节能、减排等目的;这种模式同时可以扩展很多区域应用,包括智能物联网农业、智能物联网工业、智能物联网家居等领域,使得人们这种模式下获得更优质的产品及以全新的智能感受,仪器仪表作为最前端的信息来源起到至关紧要的作用。

结语:

物联网在实际应用中涉及了多个行业领域,如工业、公共安全、安全生产、城市管理、节能减排等,为每一领域物联网发展对仪器仪表的技术要求是不一样的,那么对仪器仪表的需求也是不可估量的,所以物联网极大的推动着我国仪器仪表发展,使我国仪器仪表发展与市场需求越来越同步。

伴随着物联网的不断发展,对仪器仪表行业的技术要求也越来越高,需求量也越来越大。不仅要求仪器仪表高精度、高稳定性及高度功能集成化等,还在当今物联网发展驱动下,使得仪器仪表发展的主流趋势为智能化、网络化功能的发展方向。

论文作者:徐建辉,龙基智

论文发表刊物:《防护工程》2019年10期

论文发表时间:2019/8/19

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