“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)研究及應(yīng)用.pdf

1、“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”基本含義是將互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)現(xiàn)場有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)制造過程的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析與處理、操作控制等功能。研究其實(shí)現(xiàn)技術(shù)是現(xiàn)階段智能制造領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”系統(tǒng)，涉及傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)、微控制器編程、無線組網(wǎng)、與互聯(lián)網(wǎng)銜接、偵聽程序及人機(jī)交互設(shè)計(jì)等，具有知識(shí)要素多、實(shí)現(xiàn)難度高、知識(shí)融合度復(fù)雜等特點(diǎn)，存在開發(fā)周期長、人員分工不明確、開發(fā)效率低、開發(fā)成本高等問題。本文的研究目標(biāo)是抽象“

2、互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”共性技術(shù)，建立一種技術(shù)架構(gòu)，給出各組成部分的技術(shù)框架，以達(dá)到開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件化。本文主要工作內(nèi)容如下：
　?。?）在梳理抽象共性、厘清共性與個(gè)性的銜接關(guān)系基礎(chǔ)上，提出了一種“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”技術(shù)架構(gòu)（ISMTA）。該架構(gòu)具有知識(shí)要素的合理分解、軟硬件構(gòu)件化封裝、數(shù)據(jù)上行/下行事務(wù)流程清晰等特點(diǎn)，滿足軟件工程可復(fù)用性與可移植性的基本要求。
　?。?）通過對“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”實(shí)現(xiàn)技術(shù)的分析，基于數(shù)據(jù)通信方

3、式及存儲(chǔ)特點(diǎn)，將ISMTA技術(shù)架構(gòu)劃分為WSCN節(jié)點(diǎn)、GPRS/ETH-WSCN網(wǎng)關(guān)、偵聽程序、數(shù)據(jù)庫及人機(jī)交互軟件五個(gè)技術(shù)框架。給出了基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)MQX的微控制器通用編程技術(shù)框架，明確任務(wù)功能分割，合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通信格式，為具體節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)程序框架提供公共技術(shù)基礎(chǔ)，為ISMTA技術(shù)架構(gòu)的復(fù)用、移植與擴(kuò)展提供技術(shù)支撐。
　?。?）基于嵌入式硬件構(gòu)件化設(shè)計(jì)原則，結(jié)合多種互聯(lián)網(wǎng)接入方式的需求，兼顧硬件可擴(kuò)展性、抗干擾性等問題，在實(shí)驗(yàn)室

4、原有的 WSCN硬件基礎(chǔ)上，給出了GPRS/ETH-WSCN網(wǎng)關(guān)公共擴(kuò)展底板的硬件設(shè)計(jì)、布板及測試驗(yàn)證工作。
　?。?）遵循軟件構(gòu)件層次模型，基于微控制器通用編程技術(shù)框架，提出了節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)的編程技術(shù)框架。同時(shí)，遵循軟件工程的基本原則及軟件分層基本思想，給出偵聽程序、數(shù)據(jù)庫及人機(jī)交互軟件技術(shù)框架，并充分考慮可復(fù)用性與可移植性，為快速應(yīng)用開發(fā)提供軟件模板。
　?。?）給出了ISMTA技術(shù)架構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。實(shí)踐表明，ISMTA技術(shù)架