目前，工業(yè)企業(yè)或快或慢都在開(kāi)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ);通過(guò)感知技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)料法環(huán)測(cè)等資源的實(shí)時(shí)感知。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，為工業(yè)應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，這也是工業(yè)大數(shù)據(jù)的重要數(shù)據(jù)源。

　　本篇文章按自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)、定位技術(shù)、智能信息設(shè)備4類分別展開(kāi)，介紹工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的資源感知技術(shù)。

　　自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

　　自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過(guò)被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，自動(dòng)獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來(lái)完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。

　　自動(dòng)識(shí)別技術(shù)包括條碼識(shí)別技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、生物特征識(shí)別技術(shù)、圖象識(shí)別技術(shù)、OCR、磁識(shí)別技術(shù)等。工業(yè)環(huán)境中常用的有一維碼、二維碼和RFID等識(shí)別技術(shù)。

　　每一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的固有特性都使其應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)和限制，但在許多情況下須多種技術(shù)、多種手段并用，才能滿足實(shí)際應(yīng)用需要，如：條碼和RFID就經(jīng)常聯(lián)合采用。

　　一維碼技術(shù)

　　一維條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對(duì)應(yīng)的字符組成的標(biāo)記，“條”指對(duì)光線反射率較低的部分，“空”指對(duì)光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數(shù)據(jù)表達(dá)一定的信息，并能夠用特定的設(shè)備識(shí)讀，轉(zhuǎn)換成與計(jì)算機(jī)兼容的二進(jìn)制和十進(jìn)制信息。

　　二維碼技術(shù)

　　二維條碼是指在一維條碼基礎(chǔ)上擴(kuò)展出的另一維具有可讀性的條碼，使用黑白矩形圖案表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)，被設(shè)備掃描后可獲取其中所包含的信息。二維條碼有一維條碼沒(méi)有的“定位點(diǎn)”和“容錯(cuò)機(jī)制”。

　　RFID技術(shù)

　　RFID即無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。

　　生物識(shí)別技術(shù)如人臉識(shí)別和指紋識(shí)別在門(mén)禁系統(tǒng)和重要崗位上有一定應(yīng)用。

　　語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)也是非常有潛力的一項(xiàng)技術(shù)，能夠很好地輔助員工操作，簡(jiǎn)化輸入，只是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)噪音大、方言差異大等因素導(dǎo)致在工業(yè)場(chǎng)合應(yīng)用較少。

　　傳感技術(shù)

　　傳感器是自動(dòng)化和信息化的基礎(chǔ)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有著大量的應(yīng)用，滲透到了倉(cāng)儲(chǔ)供應(yīng)、生產(chǎn)加工、能源保障、環(huán)境控制、樓宇辦公、安全保衛(wèi)等各個(gè)方面。

　　根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB7665—87)，傳感器(transduer/sensor)的定義是：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。 這一定義包含了以下幾方面的含意：

　　傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)：

　　被測(cè)量能是物理量.也可能是化學(xué)量、生物量等;

　　輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，這種量可以是氣、光、電物理量，但主要是電物理量;

　　輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。

　　傳感器是一個(gè)多學(xué)科交叉的高技術(shù)領(lǐng)域，伴隨著物理學(xué)、生物科學(xué)、信息科學(xué)和材料科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的高速發(fā)展。當(dāng)前，傳感器技術(shù)本身變革的3個(gè)方向：微型化、智能化和可移動(dòng)性。

　　微型化：

　　傳感器硬件系統(tǒng)與元器件的微型化，利用集成電路微小型化的經(jīng)驗(yàn)，從傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)的微小型化中提高其可靠性、質(zhì)量、處理速度和生產(chǎn)率，降低成本，節(jié)約資源與能源，減少對(duì)環(huán)境的污染。在微小型化過(guò)程中，為世界各國(guó)矚目的成功技術(shù)是納米技術(shù)。

　　智能化：

　　傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。側(cè)重傳感信號(hào)的處理和識(shí)別技術(shù)、方法和裝置同自校準(zhǔn)、自診斷、自學(xué)習(xí)、自決策、自適應(yīng)和自組織等人工智能技術(shù)結(jié)合，發(fā)展支持智能制造、智能機(jī)器和智能制造系統(tǒng)發(fā)展的智能傳感技術(shù)系統(tǒng)。

　　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)：

　　適應(yīng)野外惡劣的自然環(huán)境與條件，能保持精度高、壽命長(zhǎng)、高可靠和長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，能防竊取、信息安全、保密性等級(jí)高等功能于一體的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。

　　定位技術(shù)

　　定位是指通過(guò)聲光以及無(wú)線電等方式對(duì)目標(biāo)當(dāng)前位置信息的獲取。

　　目前常用的室外定位方式有：基于人造衛(wèi)星的定位，基于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)的基站的定位。室外的定位技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)也有應(yīng)用，例如：運(yùn)輸車輛的跟蹤和指引。

　　衛(wèi)星定位

　　衛(wèi)星定位有四大系統(tǒng)，美國(guó)的GPS系統(tǒng)、歐盟的伽利略定位系統(tǒng)(Galileo)、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)和中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。衛(wèi)星定位的基本原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息用戶接收到這些信息后經(jīng)過(guò)計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。

　　基站定位

　　基站定位一般應(yīng)用于手機(jī)用戶，手機(jī)基站定位服務(wù)又叫做移動(dòng)位置服務(wù)LBS，它是通過(guò)電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)(如GSM網(wǎng))獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，在電子地圖平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)?；径ㄎ粍t是利用基站對(duì)手機(jī)的距離的測(cè)算來(lái)確定手機(jī)位置，精度較低，但是可以在室內(nèi)定位。

　　目前常用的室內(nèi)定位方式有十多種，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用較多的用RFID定位、ZigBee定位、UWB定位和Wi-Fi定位。

　　RFID定位

　　射頻定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常方便，而且系統(tǒng)受環(huán)境的干擾較小，電子標(biāo)簽信息可以編輯改寫(xiě)比較靈活。射頻識(shí)別技術(shù)利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別和定位的目的。這種技術(shù)作用距離短，一般最長(zhǎng)為幾十米。但它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級(jí)定位精度的信息，且傳輸范圍很大，成本較低。RFID定位在倉(cāng)儲(chǔ)物品、原材料配送、工裝夾具管理都有著廣泛的應(yīng)用。

　　ZigBee定位

　　通過(guò)若干個(gè)待定位的盲節(jié)點(diǎn)和一個(gè)已知位置的參考節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間形成組網(wǎng)，每個(gè)微小的盲節(jié)點(diǎn)之間相互協(xié)調(diào)通信以實(shí)現(xiàn)全部定位。作為一個(gè)低功耗和低成本的通信系統(tǒng)，ZigBee的信號(hào)傳輸受多徑效應(yīng)和移動(dòng)的影響都很大，而且定位精度取決于信道物理品質(zhì)、信號(hào)源密度、環(huán)境和算法的準(zhǔn)確性，造成定位軟件的成本較高，提高空間還很大。ZigBee室內(nèi)定位已經(jīng)被很多大型的工廠和車間作為人員在崗管理系統(tǒng)所采用。

　　UWB定位

　　UWB(Ultra Wide Band )即超寬帶技術(shù)，它是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB定位采用寬帶脈沖通訊技術(shù)，具備極強(qiáng)的抗干擾能力，使定位誤差減小。該技術(shù)的出現(xiàn)填補(bǔ)了高精度定位領(lǐng)域的空白，它具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供厘米級(jí)的定位精度等優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)施成本相對(duì)較高，主要用于重要產(chǎn)品和資產(chǎn)的定位跟蹤。

　　Wi-Fi定位

　　隨著Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的普及，Wi-Fi定位變得非常流行。Wi-Fi定位可以達(dá)到米級(jí)定位(1~10米)， Wi-Fi定位技術(shù)有兩種，一種是通過(guò)移動(dòng)設(shè)備和三個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)差分算法，來(lái)比較精準(zhǔn)地對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行三角定位。另一種是事先記錄巨量的確定位置點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)用新加入的設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比擁有巨量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，來(lái)確定位置(“指紋”定位)。WIFI定位在廠區(qū)巡查、移動(dòng)作業(yè)和參觀引導(dǎo)方面有相關(guān)應(yīng)用。

　　智能信息設(shè)備

　　信息技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，普適計(jì)算和分布式網(wǎng)絡(luò)使計(jì)算緊密地融入物理環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了自然的人機(jī)交互，營(yíng)造了以人為本的信息服務(wù)環(huán)境，這使得智能信息設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有著極為廣泛的應(yīng)用：

　　PC

　　個(gè)人計(jì)算機(jī)從笨重的商業(yè)計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天的便攜高性能機(jī)器，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)、展示信息、便捷操作，在生產(chǎn)車間、倉(cāng)儲(chǔ)物流還是動(dòng)力保障都有著廣泛應(yīng)用。

　　PDA即個(gè)人數(shù)字助理

　　這種手持設(shè)備集中了數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等多種功能，在倉(cāng)儲(chǔ)物流、巡檢等移動(dòng)工作有著大量應(yīng)用。

　　PAD，平板電腦

　　集合了PC的性能優(yōu)勢(shì)和PDA的便攜優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)也有了大量應(yīng)用。

　　智能手機(jī)

　　出于安全和效率考慮，一般工廠都會(huì)禁止現(xiàn)場(chǎng)操作員工使用手機(jī)，但對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員如維修人員、工藝人員，或是一般管理人員，都會(huì)使用智能手機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信息的采集和事件處理。