航天航空的意義精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇航天航空的意義范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：工業電氣自動化；生產效率；實踐應用；建議

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.041

電氣自動化其中主要包含的技術有計算機技術、電力技術及電子技術。隨著我國社會主義市場經濟的迅速發展，我國工業呈現高速發展趨勢。在工業高速發展的背景下，工業電氣自動化成為了工業發展必然趨勢。工業電氣自動化對工業生產效率的提高具有一定的促進作用，從而在工業中得到廣泛的使用。為了有效提升工業電氣自動化水平，需要加強工業電氣自動化生產中的應用探討。鑒于此，本文通過對電氣自動化發展現狀加以分析，進一步探討工業電氣自動化的實踐應用意義重大。

1 電氣自動化發展現狀及發展趨勢

隨著我國社會主義市場經濟的迅速發展，電氣自動化的應用有效提高了工業生產效率，在工業中得到廣泛的使用。有關電氣自動化發展現狀及發展趨勢的主要內容如下：

1.1 開放式的平臺發展

隨著科學技術的發展，計算機技術同樣取得了一定發展。工業為了提高生產效率，在工業電氣自動化管理上進行了加強。計算機平臺為了工業管理提供了良好的視窗，其主要有便于操作、有利于日常的維護管理等特點。隨著PC系統的在計算機中的應用，使得平臺更具靈活性，逐漸得到廣大用戶的認可。在這個開放式的計算機平臺中，工業電氣自動化管理得到了較好的發展。在平臺基礎上，工業電氣自動化系統發展策略主要有以下二點。其一是通過統一性系統的開發平臺對單個自動化項目周期進行設計、測試及實施等多個環節，在整個過程中，極大的滿足了操作需求，同時有效對時間及物資進行了節約；其二是通用型網絡構造[1]。從電氣自動化角度來看，通用型的網絡構造具有十分重要的意義。通用型網絡構造有效促進了現場控制設備之間數據的聯系，在一定的程度上，使得工業計算機網絡監控系統實施工業監控得到了有效的保障。此外，在系統網絡進行規劃的過程中，通用型網絡構造能夠使得辦公自動化的控制得到有效的保障。

1.2 電氣自動化發展趨勢

進入21世紀以來，我國工業呈現高速發展趨勢，從現代工業發展的角度來看，工業實現電氣自動化發展是必然趨勢。電氣自動化在工業中的應用，有效降低了工業生產成本，減少了工業生產勞動力的使用，極大的節約的有限資源，因此在工業發展過程中，電氣自動化得到了推廣使用[2]。隨著我國科學技術的發展，工業電氣自動化的自主開發逐漸加快，有效縮短了我國與發達國家的自動化水平距離，從而有效促進了我國社會主義市場經濟的發展。實現工業電氣自動化就離不開信息技術，信息化技術對實現網絡技術與設備的結合具有一定的促進作用[3]。綜上考慮，從工業電氣自動化展角度來看，現代分布式及開放式信息化是目前工業電氣自動化發展的必然趨勢。

2 工業電氣自動化的實踐應用

在工業高速發展的背景下，工業電氣自動化成為了工業發展必然趨勢。工業電氣自動化對工業生產效率的提高具有一定的促進作用，從而在工業中得到廣泛的使用。具體內容如下：

2.1 在航空航天領域中的應用

隨著我國科學技術的迅速發展，航天航空發展也呈現高速發展趨勢。此前，航天航空的生產主要依靠勞動人力完成，產品生產過程中存在著較多問題，主要是產品質量得不到有效的保障，同時產品的生產效率低下。工業電氣自動化在航天航空的應用，有效提高了產品的質量及產品生產效率，有效的降低了勞動力的使用，從而降低了工業生產成本，有效提高了同等環境下的企業市場競爭力。鑒于此，航天航空企業實現電氣自動化具有重要意義。航天航空制造企業在生產制造過程中，電氣自動化有效實現了工業機器人操作，具有操作精確度高、適用性強等優點，可以進行復合材料的點焊，對復合材料進行無傷工作，為航天航空企業的發展提供了新的技術基礎[4]。此外，電氣自動化技術有效解決了航天航空產品生產遇到的難點，從而有效促進了航天航空企業的發展。

2.2 在建筑行業中的應用

隨著我國社會主義市場經濟的迅速發展，城市化腳步加快，我國建筑行業呈現高速發展趨勢。在國民經濟結構中，工業經濟是尤為重要的一部分，因此加快工業中的建筑行業發展顯得尤為重要。從建筑行業發展的角度來看，實現電氣自動化的智能化建筑業是建筑行業發展的必然趨勢。電氣自動化的智能化建筑業主要具有對建筑施工建設人力物力的優化優點。建筑業中自動化應用較為廣泛的是實現大樓自動化、通信自動化及辦公自動化，例如，通信自動化主要指通過語音信箱或者語音應答系統實現大樓的語音通信的順暢[5]。在此基礎上，現代大樓施工建設需要提倡綠色環保，電氣自動化的應用有效節約了建筑建設資源使用?？偠灾?，電氣自動化在建筑行業應用廣泛，且價值作用較高，需重視電氣自動化的應用。

2.3 在鋼鐵企業中的應用

隨著城市化建設腳步的加快，建筑所需要的鋼鐵需求量逐漸增加，為了有效提高鋼鐵產品生產效率，從鋼鐵企業發展的角度來看，電氣自動化的應用顯得尤為重要。為了使得鋼鐵在生產管理控制具有科學性及合理性得到有效的保障，需要通過電氣自動化實施鋼鐵生產模擬，對鋼鐵整個生產經營過程中進行分析。模擬主要通過使用現代多媒體技術，結合鋼鐵企業的制造模子，從而對鋼鐵生產加工制造各個環節進行模擬，改變了傳統鋼鐵企業的生產經營模式，初步形成了現代生產經營模式，使得電氣自動化的鋼鐵加工生產得到有效的保障。在模擬基礎上，管理鋼鐵加工生產制造過程中，需要在計算機上對鋼鐵模子進行設計，同時加強相關專家技術研究等，以此促進鋼鐵企業的加工生產制造自動化水平的提高，從而有效提高鋼鐵加工生產制造速度。鋼鐵企業的生產成本管理過程中，充分利用電氣自動化技術，按照設計參數，對鋼鐵企業的生產過程進行優化，有效解決在鋼鐵生產過程中出現的問題，從而實現鋼鐵企業經濟效益的最大化。此外，在鋼鐵生產制造過程中，需要加強管理鋼鐵企業機械設備，主要是進行事故

預測、分析機械設備故障原因，在機械設備運行過程中，利用電氣自動化技術，對機械設備的運行狀態進行時時監控管理，通過計算機進行遠程控制管理，對機械設備存在的安全隱患及時進行故障分析，并且采用合理有效的維護措施，使得鋼鐵企業的經濟損失實現最小化。在此基礎上，采取有效養護管理措施，使得鋼鐵企業日常正常生產得到有效的保障。

3 結語

綜上所述，隨著我國社會主義市場經濟的迅速發展，我國工業呈現高速發展趨勢。從工業發展的角度來看，工業實現電氣自動化是必然趨勢。工業電氣自動化有效提高了企業生產的效率，有效降低了生產成本，從而在工業中得到推廣使用。為了使電氣自動化在工業生產制造中的應用水平得到提高，一方面需要對電氣自動化發展現狀及發展趨勢加以分析，另一方面需要加強工業電氣自動化的實踐應用探究。經過以上方面的研究，定能為我國工業發展奠定夯實的基礎。

參考文獻：

[1]鮑杰.變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的應用探析[J].科技與企業，2015（03）：93.

[2]羅春芳.變頻調速技術及其在制藥工業電氣自動化控制中的應用[J].企業技術開發，2015（11）：49-50.

[3]郝隆杰.芻議電氣自動化控制技術在工業生產中的應用[J].電子技術與軟件工程，2015（17）：141.

篇(2)

關鍵詞：復合材料結構件；固化成型；工藝參數；控制

隨著復合材料結構件的應用范圍越來越廣泛，其固化成型工藝要求越來越高，研究其參數控制凸顯出重要意義。作為一向實際應用效果良好的結構件，復合材料結構件得到了長足的發展和進步。該項課題的研究，將會更好地提升其實踐水平，從而有效優化復合材料結構件的整體水平。

1 復合材料結構件概述

復合材料結構件具有較高的耐腐性、剛度、強度等優勢，在航空領域發揮著非常重要的作用，如飛機承力結構件、方向舵、垂直和水平尾翼、艙門、阻力板、發動機機罩等都采用了復合材料結構件[1]。同時，飛行器利用復合材料結構件的可設計性和良好物理性能，有效降低了生產成本，使整個飛機結構減輕了20～40%的重量，而復合材料結構件的應用狀態對于整個飛行器運行狀態有著重要影響，其應用部位和材料用量是評價一個飛行器結構科學、合理的重要指標。另一方面，應注意復合材料結構件的一些缺點，在操作使用或者維護不合理的情況下，受到彈傷、雷擊、鳥撞等因素影響，復合材料結構件易發生斷裂、破孔、裂紋、缺口、分層等缺陷，在一定程度上影響飛機的動態和靜態運行性能。

2 復合材料結構件固化成型工藝

（1）手糊。手糊固化成型工藝適用于形狀結構復雜、面積較大的復合材料結構件，其主要是按照標準的鋪層方法，將浸潤在膠水中的膠布分層糊在模具上，然后進行加熱固化，這種固化成型工藝的操作使用方法比較簡單，但是效率較低；（2）纏繞。纏繞固化成型工藝適用于方管、錐管、圓管等結構件中，在纏繞機上放上芯模，將結構件纏繞成型以后，然后進行加熱固化，最后將芯模取出，加工成制品；（3）模壓。模壓適用于質量要求高、尺寸小、形狀結構復雜的復合材料結構件，在專用模具中將預浸料填充密實，結合進行合模，采用標準加工工藝，最后加熱固化。

3 復合材料結構件固化成型工藝參數控制研究

復合材料結構件固化成型工藝參數控制主要包括保溫時間、升降溫速度、壓力、溫度等。固化成型工藝從本質上是一個對復合材料結構件加壓、加熱的過程，使纖維和熱固性樹脂相結合，從而形成復合材料結構件。因此，固化成型工藝參數控制對于復合材料結構件質量有著直接的影響。

（1）熱壓機壓力、溫度和操作控制。在使用熱壓機過程中，應結合實踐經驗和具體情況，嚴格控制熱壓機運行工藝參數，在加熱過程中，下層和上層加熱板溫度應明顯高于中間層加熱板溫度，結合復合材料結構件的形狀、結構和設計要求，合理把握熱壓機加熱時間。對于復合材料的碳纖維制品，在使用固化工藝時，按照工藝參數要求，當碳纖維制品溫度達到130攝氏度時再進行一次加固，但是在實際操作應用中，在碳纖維制品溫度達到120攝氏度時必須增加5MPa壓力，否則碳纖維制品一旦形成膠凝態，再加壓已經沒有效果。同時，結合不同季節的溫度變化，合理控制模具溫度和加熱板溫度之間的溫差，夏季應盡量減小溫差，冬季應盡量增大溫差[2]；（2）烘箱溫度控制。復合材料結構件放入烘箱中進行固化成型工藝，會經歷兩個溫度折點，如圖1所示，因此在進行固化成型工藝之前，應先了解工藝流程，在保溫階段應保溫，在加熱階段應加熱，特別注意在溫度折點附近時，嚴禁超溫，保障復合材料機構件質量。

在操作過程中，當模具溫度低于烘箱溫度15攝氏度時不再加溫，這時到達第一個轉折點，當模具溫度逐漸上升，至折點還差4攝氏度時，將烘箱溫度調節到115攝氏度，使復合材料結構在第一個轉折點周圍保持恒溫，然后適當延長保溫時間，在到達第二個轉折點時，持續保溫2h，當模具溫度達到155攝氏度時，烘箱溫度下降到167攝氏度，當磨具溫度達到158攝氏度時，烘箱溫度調節到162攝氏度，在整個固化成型工藝中，規范記錄復合材料結合件溫度。另外，還應注意真空泵冷卻用循環水水壓控制情況[3]，在固化成型操作過程中，冷卻真空泵持續通過循環水，確保江循環水水壓的穩定正常。

3.3 熱壓罐壓力、溫度控制

在外加壓、抽真空狀態下，熱壓罐可在短時間內將罐中的溫度調整均勻，在必要情況下，熱壓罐還可強制降溫，有效加快固化成型速度，提高復合材料結構件質量。使用熱壓罐對復合材料結構件進行固化成型，應嚴格控制加外壓和卸掉真空的時間，時間過晚或者過早都會影響結構件質量，對熱壓罐抽真空可快速抽出低分子氣體和揮發物。加外壓主要是在膠凝狀態下樹脂相變，加壓時間過早，會導致樹脂流失，使得復合材料結構件貧膠[4]，加壓時間過晚，復合材料結構件內部會呈現疏松狀態，產生氣泡或者孔隙，因此應銜接好加外壓和卸真空操作。

4 結語

復合材料結構件作為一種新型的材料產品，在航天航空領域發揮著重要作用，固化成型工藝是保障復合材料結構件質量的關鍵環節，應結合復合材料結構件的實際特性和加工要求，采用合適的固化成型方法，嚴格控制固化成型工藝參數，規范熱壓機、烘箱和熱壓罐的操作使用，不斷提高復合材料結構件質量，在未來發展過程中，應繼續加大對復合材料結構件固化成型工藝的研究，推動復合材料結構件在更多領域的應用。

參考文獻：

[1]楊德桐.復合材料結構件固化成工藝操作及控制[J].航天返回與遙感，2013（02）：53-57.

[2]楊德桐.復合材料結構件固化成型工藝參數控制[J].航天制造技術，2012（05）：10-13.

[3]陳曉靜.復合材料構件固化成型的變形預測與補償[D].南京航空航天大學，2011.

篇(3)

關鍵詞：急冷；顯微組織；Mg-3wt%Nd

我國具有豐富的稀土資源。稀土鎂合金的高強、耐熱、耐蝕性能不但能進一步增加鎂合金材料在汽車、通訊、電子等行業中的應用，也可促進鎂合金材料在新領域中的進一步開發，同時還為稀土材料的應用開辟出一個十分廣闊的領域， 對鎂合金材料和稀土材料的發展都具有極大的推動作用。采用先進工藝生產優質價廉的鎂稀土中間合金，開發稀土鎂應用合金以提高傳統鎂合金的諸多性能，用作鎂合金的成分開發出具有自主知識產權的一系列先進鎂合金材料，新產品，用來代替原材料日益減少的鋁及鋁合金產品，促進我國國防向現代化，交通工具和信息產業產品向新型工業化方向發展，具有重要意義。

1 試驗材料及方法

將純鎂，純釹（>99.8wt%）進行混合，在純氬氣保護下進行熔融，制備出Mg-3wt%Nd鑄態合金。將鑄態合金采用熔體旋鑄法，制備出橫截面積為（0.02-0.03）×（0.8-1.0）mm2的帶狀合金，銅輥的速度40m/s。

2 試驗結果與討論

2.1 光學顯微鏡下顯微組織檢測結果和透射電子顯微分析檢測結果

Mg-3wt%Nd急冷顯微組織可觀察到顯微組織單一，晶粒細小，主要為過飽和α-Mg固溶體相。鑄造Mg-3wt%Nd合金，經過X-射線衍射物相分析，被認定為Mg41Nd5相。因此鑄態樣品的組織由α-Mg固溶體和分布于晶界不連續的化合物Mg41Nd5組成。稀土元素Nd 在鎂中是表面活性元素，集聚在相界，降低了晶界能和相界能，提高了界面的結合力，降低了拉伸過程中裂紋的擴展速率。經過比較可知，急冷的方法可以大幅度減小晶粒尺度，達到細化晶粒的目的。

采用透射電鏡（TEM）對Mg-3wt%Nd急冷合金進行觀察，可觀察到晶粒尺寸均勻細小，由單一的物相α-Mg固溶體組成，與光學顯微鏡下觀察的結果一致，電子衍射分析結果α-Mg為密排六方結構晶體。對鑄態Mg-3wt%Nd合金進行TEM觀察表明基體中存在著大量的孿晶，且形成了大量的位錯，表明孿生是該合金變形的重要模式，并且由此產生了應變強化。

鑄造Mg-3wt%Nd系列合金的顯微組織Mg-Nd-Gd合金的顯微組織觀察到，在Mg基體中添加稀土元素Nd、Gd之后，在α-Mg的周圍滋生出許多的枝節狀的物相，這些枝節狀的物相存在于晶界上，也有一些滲入到α-Mg中去了。從Mg-Nd-Gd合金物相分析結果可知，在這種合金中Mg和稀土元素Nd能化合形成化合物Mg41Nd5。

Mg-Nd-Gd-Zn合金的顯微組織與Mg-Nd-Gd合金的顯微組織相比較發生了較大的變化，晶粒尺寸明顯變小，晶粒得到細化，并且在晶界處出現很多的黑色小顆粒，白色物相為α-Mg固溶體。通過物相分析結果知道，在這種合金中，不但Mg和稀土元素Nd能結合成化合物Mg41Nd5，新添加的元素Zn與Mg也形成化合物MgZn5.51，這些物相的形成，破壞了原來元素之間的結合方式，晶粒的尺寸變小。鋅在鎂中的最大固溶度為6.2wt%，是除鋁以外的另一種非常有效的合金化元素，具有固溶強化和第二相強化的雙重作用。

Mg-Nd-Gd-Zr合金即在Mg-Nd-Gd合金的基礎上加入Mg-Zr中間合金鑄造而成。晶粒尺寸與Mg-Nd-Gd合金相比，晶粒明顯細化。當合金中Zr含量為（0.6-0.8）wt%時，具有最大的細化晶粒和提高力學性能的作用，Zr在液態中的溶解度很小，液態金屬結晶時，Zr首先以α-Zr的質點析出，α-Zr與Mg均屬于密排六方晶體，而且晶格常數非常接近，因此液態金屬中的Zr就成為合金結晶的核心，從而促使晶粒細化。Zr還能減緩合金元素的原子擴散速度，阻止晶粒長大。

Mg-Nd-Gd-Zn-Zr顯微組織顯示，這種合金合金化元素最多，晶粒尺寸也是最均勻的，晶粒細化程度是最大的，這是因為加入的合金元素多，形成的多種化合物破壞了原來兩種元素間的結合機制，使得整個合金的混亂度增加，結晶時分割、阻礙晶體生長的物相增多，使細化晶粒的效果更加顯著。在上面的分析中已經說明元素Zr對鎂合金的晶粒細化作用很明顯，這里，Zr元素依然起到細化晶粒的作用，這是Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金晶粒細化的又一主要原因。二元Mg-RE合金的室溫拉伸性能都很差，不具有作為結構材料應用的意義，其主要原因是這些合金晶粒粗大而導致性能降低，自從發現Zr在鎂合金中具有顯著的晶粒細化作用之后，解決了這一問題，從而開發了一系列含稀土的鎂合金。盡管稀土對鑄態鎂合金的室溫拉伸性能影響很小，但是卻顯著提高鎂合金的高溫拉伸性能和蠕變強度，特別是對低鋁的Mg-Al合金，這一效果尤為突出。

因此就晶粒細化而言，Zn、Zr均有較強的細化晶粒的作用，相比之下，Zn的作用更強一些，可觀察到Zn、Zr都加入合金中，細化效果最佳。Mg-Nd-Gd-Zn、Mg-Nd-Gd-Zn-Zr顯微組織可觀察到共晶組織，即可發現加入Zn時，有共晶相變發生，產生的共晶組織分割晶體，有較強的細化晶粒效果。

3 結論

通過急冷的工藝方法可以大幅度減小晶粒尺度，達到細化晶粒的目的，同時可以通過快速冷卻改變合金的物相構成，鑄造狀態下的Mg-3wt%Nd合金由α-Mg和Mg41Nd5兩相構成，且Nd元素偏聚于晶界處，急冷后形成單一的α-Mg相，兩種狀態下的材料性能差別很大。在Mg-Nd合金中加入Zn、Zr都能起到細化晶粒的作用，當兩者同時加入時能獲得更強的細化晶粒效果。

[參考文獻]

篇(4)

【關鍵詞】物聯網 互聯網 蓄電池 蓄電池修復

物聯網是互聯網的延伸，它包括互聯網及互聯網上所有的資源，兼容互聯網所有的應用，但物聯網中所有的元素（所有的設備、資源及通信等）都是個性化和私有化。它具有：智能、先進、互聯的三個重要特征。而中國物聯網校企聯盟將物聯網的定義為當下幾乎所有技術與計算機、互聯網技術的結合，實現物體與物體之間：環境以及狀態信息實時的實時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行。廣義上說，當下涉及到信息技術的應用，都可以納入物聯網的范疇。

蓄電池是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理是充電時利用外部的電能使內部活性物質再生，把電能儲存為化學能，需要放電時再次把化學能轉換為電能輸出，比如生活中常用的手機電池等。如今，蓄電池占據了人們生活中所用電池的一大部分，但是，由于蓄電池的失效造成了人們丟棄的行為，這樣既浪費能源，還污染環境。因此。提高蓄電池的使用壽命應當被重視。

1 物聯網

1.1 物聯網的概念

物聯網（Internet of Things），國內外普遍公認的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時最早提出來的：即通過射頻識別（RFID）（RFID+互聯網）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”。另外，物聯網還指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設備（Devices）和設施（Facilities），包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等、和“外在使能”（Enabled）的，如貼上RFID的各種資產（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵?！保∕ote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網絡實現互聯互通（M2M）、應用大集成（Grand Integration）、以及基于云計算的SaaS營運等模式，在內網（Intranet）、專網（Extranet）、和/或互聯網（Internet）環境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服務功能，實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。

1.2 物聯網的技術

物聯網的技術主要有三種：

1.2.1 傳感器技術

這也是計算機應用中的關鍵技術。大家都知道，到目前為止絕大部分計算機處理的都是數字信號。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理。

1.2.2 RFID標簽也是一種傳感器技術

RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。

1.2.3 嵌入式系統技術

是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。經過幾十年的演變，以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見；小到人們身邊的MP3，大到航天航空的衛星系統。嵌入式系統正在改變著人們的生活，推動著工業生產以及國防工業的發展。如果把物聯網用人體做一個簡單比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網絡就是神經系統用來傳遞信息，嵌入式系統則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理。這個例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用 。

2 蓄電池

2.1 蓄電池的概念及修復

二次電池又稱為“充電電池”，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質激活而繼續使用的電池。市場上主要充電電池有“鎳氫”、“鎳鎘”“鉛酸（鉛蓄電池）”、“鋰離子（包括鋰電池和鋰離子聚合物電池）”等，又稱蓄電池。

蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環，蓄電池在保持輸出一定的容量的情況下所能進行的充放電循環次數，叫做蓄電池的使用壽命。蓄電池使用不當或時間太長，就會損壞。電池修復是指通過物理或化學等手段對性能下降或失效的電池進行維修的統稱。通過修復能恢復電池的容量，延長電池的使用壽命，提高電池各項性能。

2.2 蓄電池損壞原因

蓄電池中使用最多的是鉛酸蓄電池。以鉛酸蓄電池為例子，它的工作原理為“雙硫酸鹽化理論”，其結構部件主要為正極板（PbO2）、負極板（鉛鈣或鉛銻等重金屬鉛合金）、板柵（金屬合金）等，鉛酸蓄電池在放電時會形成PbO2結晶體，充電時PbO4中鉛離子被還原為金屬鉛。在正常使用下隨著使用時間的增加，電池經過多次充、放電，極板上將在硫酸鉛的溶解、重結晶作用下，在電池正、負極板上會逐漸形成一種粗大而堅硬、難于接受充電的硫酸鉛PbO4結晶體，這種現象稱為“不可逆硫酸鹽化”，簡稱“硫化”。 在極板上由于重結晶作用形成了粗大的硫酸鉛結晶，這種結晶導電性差、體積大、會堵塞極板的微孔，妨礙電解液的滲透作用，使蓄電池內阻增大、容量下降，在充電時不易還原成為不可逆硫酸鉛，使極板中參加電化學反應的活性物質減少，致使電池無法達到設計的壽命而過早失效，以至報廢。所以，電池硫化是鉛酸蓄電池電瓶的使用壽命短，過早失效的主要原因。其他種類的蓄電池失效原因與其相差不大。

3 物聯網技術的蓄電池智能修復

3.1 基于物聯網技術的蓄電池在線故障的檢測

蓄電池應用主要難題包括蓄電池安全保護、故障診斷、生命周期管理和防盜等。結合物聯網技術與蓄電池保護技術，設計出一款蓄電池 RFID保護板。保護板能夠監測和記錄鋰電池工作時的電流、電壓、溫度等參數，為鋰電池組提供實時的保護。另外，在需要的時候，保護板能夠將測量數據通過 ZigBee技術傳輸至監管平臺，為鋰電池的故障分析和維修提供決策依據，從而實現鋰電池故障的在線測量和遠程診斷。保護板通過記錄鋰電池的出廠、維修、 用戶ID等其他數據，同樣也能夠實現鋰電池生命周期管理、安全防盜等管理功能。

物聯網系統的技術架構可分為三層：感知層、網絡層和應用層。其中，感知層由各種傳感器和傳感器網關構成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層主要功能是識別物體，采集信息。網絡層由各種局域網、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶（包括人、組織和其他系統）的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。

3.2 蓄電池物聯網實現方案

目前蓄電池生產數量大，實時處理、計算和操作較為復雜等因素，采用ZigBee協議的新一代蓄電池綜合管理系統RFID-LIBMS，運用最新的物聯網無線射頻識別RFID技術針對蓄電池的診斷、修復等問題進行系統管理。ZigBee是一種高可靠的無線數傳網絡。它的數傳模塊類似于移動網絡基站。通訊距離從標準的幾十米到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的、低功耗的近距離無線組網通訊技術。

無論蓄電池用于那個地方，都應有一個與之匹配的RFID電子標簽，該電子標簽具有唯一的ID，通過該ID可以在電子信息數據庫中查詢該蓄電池的詳細信息。這些數據是實施蓄電池修復和故障診斷的基礎。貼有RFID標簽的蓄電池構成了生產物聯網的基本節點，其在時空上的分布具有不確定性，并且數以萬計。為了獲取標簽內的信息，在特定站點處設置RFID閱讀器，閱讀器可通過射頻識別技術讀寫標簽中的信息。RFID-LIBMS系統的最上層是“監管層”，實施蓄電池的集中監控和管理，閱讀器內置4G通信接口，可以向上接入移動通信網絡和互聯網絡連接監管層，閱讀器將蓄電池的信息、地理信息、時間信息及修復記錄等打包發送給遠端的管理服務器。此外，在蓄電池里安裝傳感器，傳感器可以實時地感應電解液的黏度，如果電解液的黏度高于一定值，那么傳感器就會通過閱讀器來告知用戶，用戶可以通過閱讀器上的信息，及時地對蓄電池進行修復或是回收，這時，就需要系統的維護功能和修復功能，對蓄電池進行電解液的黏度降低，使蓄電池的自損降到最低，延長蓄電池的使用壽命。

4 總結

通過物聯網技術的利用，實現蓄電池壽命的延長，減少蓄電池的丟棄，減少對環境的污染，以達到節約能源的目的。本項目的創新之處主要有以下幾點：

（1）創造性地將物聯網作為蓄電池的管理系統，實現無線射頻網、4G網及互聯網的融合應用。

（2）利用物聯網技術降低蓄電池的自損，對蓄電池進行修復。

（3）在蓄電池中安裝傳感器。

（4）系統在保護蓄電池組正常運行的基礎上，實現蓄電池組的在線監控與故障遠程診斷。

5 展望

針對蓄電池的修復問題，提出了一種基于RFID和ZigBee協議的解決方案。通過對蓄電池的保護，使一些可恢復故障得到實時的保護并進行修復。對不可修復故障，通過遠程監控平臺，了解情況，及時地進行人工修復。這樣，減少了用戶的損失，同時提高了管理水平。該方法的實現對環境保護有著重要意義。希望通過以后的技術，改變RFID閱讀器不能完全覆蓋的問題，并以本文為契機，開展相應的理論和實驗研究，攻克其中的關鍵技術。

參考文獻

[1]2014年物聯網產業鏈現狀分析[Z].產業洞察研究，2014.

[2]物聯網概念的起源及演變[Z].中移物聯網，2014.

[3]陳海明，崔莉，謝開斌.物聯網體系結構與實現方法的比較研究[J].計算機學報，2013.

[4]馬凱.著力突破核心芯片、智能傳感器等一批核心關鍵技術[J].中國智慧城市，2005.

[5]謝林偉.關于物聯網技術在電池全生命周期管理中的應用研究[J].質量與市場，2012.

[6]黃俊寧.基于物聯網的鋰電池管理系統研究[J].企業技術開發，2011.

[7]王紅梅，張晗，賀紅.物聯網信息化技術在廢鉛酸電池環境管理中的應用研究[J].環境科學與管理，2014.