時間:2022-08-05 02:24:06
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傳感技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞 激光雷達成像;壓縮傳感;情報
中圖分類號TN95 文獻標識碼A 文章編號1674-6708(2012)81-0221-02
1 概述
激光雷達成像壓縮傳感技術是近年比較活躍的一類信息技術,它是在傳統激光雷達成像的技術基礎上,加入了新的信息獲取理論,即壓縮傳感技術,有效降低數據采集量,并提高了信號傳輸質量。
激光雷達成像壓縮傳感技術特定主體情報信息搜索系統,是以科技論文、技術專利、作者、地域等特定主體為信息搜索目標,綜合運用計算機處理等技術,對激光雷達成像壓縮傳感技術的有關情報信息進行識別和獲取,并實現對情報數據的預處理和判斷,實現激光雷達成像壓縮傳感相關技術的專利、論文、互聯網數據的實時動態監控,進而獲取和掌握技術情報數據。
在此劃定激光雷達成像壓縮傳感技術特定主體包括:
1)中文核心期刊論文數據搜索與跟蹤;
2)外文EI、SCI期刊論文數據搜索與跟蹤;
3)中國專利數據搜索與跟蹤;
4)美國申請專利數據搜索與跟蹤;
5)美國授權專利數據搜索與跟蹤;
6)歐洲公開專利數據搜索與跟蹤
7)世界知識產權組織專利數據搜索與跟蹤;
8)中國專利法律狀態數據搜索與跟蹤;
9)歐洲和世界知識產權組織專利同族數據搜索與跟蹤;
10)美國專利交易數據搜索與跟蹤;
11)互聯網數據搜索與跟蹤。
2 系統架構設計
系統主要由信息搜索模塊、信息監控模塊、信息采集模塊組成。
信息搜索模塊主要針對三大檢索論文數據,中文核心期刊數據,中國、美國、歐洲、世界知識產權組織的專利申請數據、授權數據、法律狀態數據、專利權轉移數據、同族專利數據、引證數據,互聯網數據進行搜索;信息監控模塊利用搜索模塊的功能,針對技術、機構、人員、國家的相關數據進行監控,發現各類信息的異動;之后,由信息采集模塊完成數據采集,存入相應數據庫。
對于不同來源的數據,采用網絡爬蟲技術設計搜索和跟蹤的后臺程序,后臺程序不間斷的掃描搜索和監測任務,一旦采集條件成立,啟動采集,獲取包括html、xml、txt格式的原始數據,然后由信息抽取程序抽取相應的格式化數據經過ETL轉換存入到數據庫中。以搜索任務為核心的業務表與元數據管理表建立關系,任務由用戶設定,與用戶的搜索條件一一對應,每個任務下可以包含來自一個數據元的任意多個專利,多個任務構成一個分析項目;每個任務根據其數據的來源設定任務所采用的處理方案,每個方案對應一個數據源的數據結構特征、數據清洗方案、數據分析方案,屬于元數據的一部分。
圖1 搜索任務創建示意圖
3 搜索算法
互聯網中的網頁相互連接,彼此連同,構成一個巨大的網絡結構,相對于專利和論文來說,對其進行搜索,技術難度略大。對于互聯網數據則要采用網絡搜索算法進行網頁的深度搜索。激光雷達壓縮傳感技術信息搜索系統網絡搜索算法以深度優先搜索算法為主。
深度優先搜索所遵循的搜索策略是盡可能“深”地搜索網頁節點。在深度優先搜索中,對于最新發現的網頁頂點,如果它還有以此為起點而未探測到的鏈接邊,就沿此邊繼續漢下去。當網頁結點的所有鏈接邊都己被探尋過,搜索將回溯到發現網頁結點那條邊的始結點。這一過程一直進行到已發現從源網頁結點可達的所有網頁結點為止。如果還存在未被發現的網頁結點,則選擇其中一個作為源結點并重復以上過程,整個進程反復進行直到所有結點都被發現為止。
如下圖,采用深度優先搜索算法,輸出的網頁順序為:A->B->D->H->I->E->J->
C->F->K->G->L->M
主要搜索算法如下:
public void DFSTraverse()
{
InitVisited();
DFS(items[0]);
}
private void DFS(Vertexv)
{
v.visited=true;
Nodenode=v.firstEdge;
while(node!=null)
{
if(!node.adjvex.visited)
{
DFS(node.adjvex);
}
node=node.next;
}
}
private void InitVisited()
{
foreach(Vertexvinitems)
{
v.visited=false;
}
}
4 結論
本研究以情報信息搜索為核心,以特定主體為信息來源,運用計算機網絡技術,構建了一套技術情報信息搜索系統,實現了對特定主體技術情報的跟蹤和監控,為摸清有關技術發展態勢、掌握潛在競爭威脅提供了手段,為管理決策部門制定技術發展路線、做出準確部署判斷提供了有效的情報支持。
參考文獻
[1]朱曉云.知識創新與情報利用[J].科技情報開發與經濟,2003(4).
【關鍵詞】 FBG;高應變;樁基檢測;預制樁
【中圖分類號】TU196+.1 【文獻標識碼】 B
Study on high strain detection of precast pile using FBG sensing technology
Qiu Zhenhong
(Shanghai jiangnan architectural design institute co,. ltd ShangHai 201800)
【Abstract】 FBG which has the advantage of high precision, strong ability of anti-electromagnetic, strong adaptive capacity to environment, long service life, etc has become a new advanced detection way in the field of pile foundation and bridge. This paper introduces the measure principle of FBG sensing technology and the implantation process of fiber grating into precast pile. Combined with the specific project, the traditional high strain data and FBG strain data is compared. The results showed that FBG data is suitable for high strain detection.
【Keywords】 FBG; high strain; detection of pile foundation; precast pile
0 引言
樁基檢測中高應變檢測是一項重要檢測內容,通過分析應力應變隨樁身變化情況分析樁身完整性和樁的承載性狀[1-2]。由于采用高應變進行承載力檢測具有工期短、成本低、效率高等特點,促進了高應變檢測法的推廣,但是高應變檢測的精度很大程度上與測試傳感器有關。傳統的電阻式、鋼弦式、電感式傳感器普遍存在靈敏度差、精度低、抗電磁干擾能力弱,受水腐蝕失真或失效等缺點,難以適應現代工程精確檢測的要求。而近年來興起的光纖光柵傳感器則具有精度高、抗電磁干擾、防水防潮、抗腐蝕和耐久性長等特點[3-6],其體積小、重量輕,便于鋪設安裝,且不存與監測對象不匹配的問題,對監測對象的材料性能和力學參數等影響較小。另外,光纖光柵傳感技術采用光纖進行信號傳輸,傳輸損耗小,容易實現遠距離信號傳輸,正好彌補了傳統檢測技術的不足。本文結合具體的工程實例,將FBG傳感器植入檢測的預制樁中,同時采集傳統
的高應變檢測應變數據和FBG應變數據,并進行對比研究。結果表明:FBG測量數據可靠,具有較好的適用性。
1 FBG傳感技術測量原理
光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating,簡稱FBG)是利用光纖材料的光敏性在纖芯內形成空間相位,光柵其作用的實質是在纖芯內形成一個窄帶的濾波器或反射鏡,使得光在其中的傳播行為得以改變和控制[7]。
圖1 光纖光柵傳感器的構造
如圖1所示,FBG傳感器分布在光纖纖芯的一小段范圍內,它的折射率沿光纖軸線發生周期性變
作者簡介:邱正紅,1982年出生,男,漢族,重慶潼南縣人,工學學士,助理工程師,主要從事巖土工程勘察和基坑設計工作。E-mail:qzh@live.it
化,圖中纖芯的明暗變化代表了折射率的周期變化。光纖布拉格光柵是光纖纖芯折射率沿光纖軸向呈周期性變化的一種光柵。目前已有的基于光纖布拉格光柵的各種傳感器的工作原理都可以歸結為對布拉格光柵中心波長的測量[8-9],即通過對由外界擾動引起的布拉格光柵中心波長漂移量的測量,得到被測參數;布拉格光柵中心波長與光纖纖芯有效折射率以及光纖光柵長度周期Λ相關[10]即:
(1)
其中:為布喇格光柵的中心波長;為光纖纖芯的有效折射率;為布喇格傳感器光柵的柵距。
圖2FBG傳感器工作原理圖
顯然,寬帶光源的輸入光譜在通過FBG傳感器1后,形成了波谷峰值為的凹陷,而反射光譜則具有波峰。當光柵所在處的光纖產生軸向應變時,柵距變為:
(2)
此時布喇格波長產生相應的變化,它滿足:
(3)
其中:為有效光彈系數,它的值約為0.22。
另外,溫度變化會引起光纖折射率的變化,同時也會引起柵距的變化,當溫度變化為時,將引起布拉格波長產生移動,可以表示為:
(4)
其中:為光纖的熱膨脹系數,;為光纖的熱光系數,。
由(3)、(4)兩式得到同時考慮應變與溫度變化時,所引起的波長移動:
(5)
由此可知,只要測出布喇格波長的變化,就可以得到外界的應變或溫度擾動。
2 預制樁FBG植入工藝
預制樁一般是在工廠制作而成的,特別是預應力預制樁是在預制廠經過先張預應力,離心成型及高壓蒸養等工藝生產而成的高強預制混凝土構件[11],無法將光纖光柵澆注到其中。在打樁的過程中,由于預制樁管壁與土體的摩擦力很大,將光纖光柵貼在預制樁表面時,很容易造成打樁時光纖光柵被刮斷[12]。本文采用在預制樁表面刻槽后放入光纖光柵再用高強度膠進行密封,這樣既成能保證光纖光柵的成活率,又能保證光纖光柵與預裝樁身變形的一致性。預制樁的FBG植入工藝主要包括以下四個工序。
(1)光纖熔接
在FBG傳感技術測量中,光纖只是進行光信號的傳輸,真正起到測量作用的是光柵的那部分。所以要根據樁長截取相應長度的傳輸光纖與FBG傳感器進行熔接。
(2)刻槽布纖
用開槽機在預制樁身表面沿著布纖路線刻槽,槽寬和槽深以能放入光纖為準(太深容易破壞樁身強度),光纖放入槽內用502膠水進行定點固定,刻槽布纖如圖3所示。
圖3 刻槽布纖
(3)光纖保護
用高強膠(環氧樹脂)填充槽內進行光柵粘貼和光纖線路保護,在樁端出露的光纖用套管進行保護,將多余的光纖盤繞在樁頭并用緩沖材料進行包裹保護,光纖保護如圖4所示。
圖4 線路保護
(4)打樁對接
將布好光纖的樁按順序進行打入,在樁對接時進行上下兩樁光纖的對接,并將多余光纖盤繞在接頭地方進行強化處理,打樁對接如圖5所示。
圖5 打樁對接
3 工程實例
3.1 工程背景
嘉定區城北大型經濟適用房(南塊)位于上海市嘉定區,住宅樓和配套商業擬采用樁基礎,地下車庫、地下P型站和地下水泵房擬采用抗拔樁。工程主要負責樁基設計參數可行性研究工作。根據設計需要,結合勘察資料,進行現場原位測試,包括:模型樁單樁豎向抗壓、單樁豎向抗拔靜載,錘擊樁高應變跟蹤監測及樁身應力分析,獲得各層土設計參數。
3.2 測試方法
本文主要研究該工程中管樁(管樁樁長13.0m,內徑0.22m,外徑0.4m)的高應變檢測。通過光纖光柵測得應變數據分別與高應變測樁儀導出數據進行對比。樁身應力測量采用光纖光柵應變傳感器。光纖光柵應變傳感器布設:在樁頂以下1m處(-1m)布設一個;在土層交界處6.5m處(-6.5m)布設1個,在樁底以上50cm處(-12.5m)布設1個,FBG傳感器布設如圖6所示。
圖6 FBG傳感器布設圖
高應變初打跟蹤監測試驗按照《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ 106-2003)進行,測試方法見圖7。
圖7 高應變測試圖
3.3 檢測數據分析
本文選取了一根測試樁,對樁的錘擊高應變數據進行分析。通過預埋在樁身上的光纖光柵測得應變數據分別與高應變測樁儀輸出數據進行對比研究,FBG傳感器測試出的數據曲線如圖8所示。曲線中第一個峰值的出現表示在擊打過程中樁身產生的最大應變,其余峰值是由于擊打過程中余震產生。圖形顯示在-1m處峰值最高,其次-6.5m處,-12.5m處峰值最小。這表明:在被擊打過程中,離測試樁由樁頂至樁底,樁身應變逐漸減小,在樁頂處會產生最大應變,所以在錘擊過程中要加強對樁頂的保護。
圖8高應變時光纖測得應變曲線圖
由于-1m處安裝的FBG傳感器與高應變檢測中的應變片安裝位置接近(檢測傳感器的安裝用膨脹螺栓安裝在距樁頂約2倍樁徑處),將-1m處的FBG測試數據與應變片的數據進行了對比,光纖應變曲線與高應變儀導出應變曲線對比圖如圖9所示。從圖9中可以看出,兩者的曲線較為吻合,這說明FBG傳感技術適用于高應變檢測。
圖9 高應變時光纖曲線與高應變儀導出曲線對比圖
4 結論
(1)本文將FBG傳感監測技術應用于樁基檢測中,將光纖光柵測得應變數據與高應變測樁儀輸出數據進行比較研究。結果表明:FBG傳感數據能較好地適用于高應變檢測,但也存在不足,由于高應變檢測同時需要應變數據和加速度數據,而此次測試只采集了樁身FBG應變數據,如果在樁身相應的位置能安裝FBG加速度傳感,同時采集FBG應變和加速度數據,擬合樁基的承載力與傳統高應變測樁儀測出的樁基承載力進行對比,將是本論文需要深入研究的一個方向。
(2)FBG傳感器可以安裝在樁體的任何位置,如果將FBG傳感技術運用于高應變檢測中,就可以
測得樁體任何位置的應變,而不僅僅局限于樁頂附近。
(3)檢測數據的精確度不但與測試方法有關,還與傳感器的性能有關,FBG傳感器正是由于其高精度、抗電磁干擾能力強等特點得到了工程界廣泛的關注。但是,由于其比較高的價格也限制著它的發展。隨著科學技術的發展,FBG傳感技術將會得到廣泛發展。
參 考 文 獻
[1] 劉萬恩,蔡克儉,夏結祥. 海上超長大管樁的高應變動力檢測[J]. 施工技術,2006增刊,249-252.
[2] 時猛. 東營市預應力管樁高應變動力檢測的豎向承載力計算[D].中國石油大學(東華),2008.
[3] 田德寶,張大煦,孫俊良,等. 光纖布拉格光柵應變測量在天津奧體中心工程中的應用[J]. 施工技術,2008, 37(11):64-66.
[4] 嵇雪蘅,李宏男,任亮,等. 光纖布拉格光柵傳感器在鋼架結構健康監測中的應用研究[J].防災減災工程學報,2008,28(1):43-48.
[5] 武勝軍,王宏力,敖紅奎.FBG傳感器在隧道錨桿支護結構監測中的應用研究[J].傳感器與微系統,2007,12(26):31-33.
[6] 余小奎.分步式光纖傳感技術在樁基測試中的應用[J].巖土工程勘測,2006,6:12-16.
[7] 李川,張以謨,等.光纖光柵原理、技術與傳感應用[M].北京:科學出版社,2005.
[8] 王惠文.光纖傳感技術與應用[M].北京:國防工業出版社,2001.
[9] 徐恕宏.傳感器原理及其設計基礎[M].北京:機械工業出版社,1988.
[10] 李宏男,孫麗,梁德志.光纖布拉格光柵傳感器用于混凝土結構施工監測[J].建筑材料學報,2007,21(3):342-347.
光學之芒,燦爛輝煌。在光學的領域里,他頭頂著太多的“光環”,卻沒有絲毫松懈,肩負著無限重任,但始終沉著、堅毅。他淵博寬厚,抱定赤子之心,十余載春秋獻身中國光學領域,他就是首都師范大學物理系研究員、系科研副主任張巖。
九天攬月鴻鵠志 步步為營創輝煌
在通往科學高峰的路上,張教授一路前行,品嘗著希望與困難,交融著榮耀與汗水,深造期間,他用不懈的努力換來了中國光學科技前沿領域的重大突破。讀研期間,他同導師劉樹田教授一起在國內率先開展光學分數傅立葉變換的研究。為利用光學分數傅立葉變換進行信息處理鋪平了道路。在中科院物理所攻讀博士學位期間,開拓了分數傅立葉變換在光學信息處理領域中的應用,被評價是國內在現代光學技術科學領域研究工作中的優秀成果具有國際先進水平。
1999-2001年,他獲得日本學術振興會博士后基金資助,在日本山形大學工學部從事生物成像研究,被應用在實際的儀器上。2001-2002年,他在香港理工大學電子工程系從事光纖氣體傳感器研究。其研究內容被收錄在《光纖傳感技術新進展》一書中,已出版發行。2002-2003年,他在德國洪堡基金的資助下在德國斯圖加特大學應用光學研究所任洪堡研究員,從事數字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢復算法來進行數字全息重建的新方案,引起了同行的重視和肯定。這部分內容作為美國Nova Science出版社的新書《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已經出版發行。
2003年,他進入首都師范大學物理系工作,先后獲得了北京市科技新星計劃,北京市留學人員擇優資助等人才項目的資助。作為北京市“太赫茲波譜與成像”創新團隊的核心成員,主要從事太赫茲波譜與成像,太赫茲波段表面等離子光學和微納光電子器件設計研究。他提出的多波長成像方法得到了美國Rice大學太赫茲研究者Mittleman的認可,被評價為不僅可以有效地增加成像范圍,還可以提高信噪比。多篇論文被太赫茲領域的虛擬期刊收錄。并于2007年和2009年分別到美國倫斯特理工大學和德國康斯坦茨大學進行訪問研究。
歡聲震地 驚退萬人贏戰績
關鍵詞:煤礦火災,光纖光柵,預測預報,本質安全,準分布式測溫
1.引言隨著我國煤礦采掘機械化和電氣化程度的提高,外因火災發生的比例也逐年增高。低壓電纜著火、礦用變壓器著火、架線電車電弧引燃木支護棚著火等電氣火災事故也時有發生,而且礦井中環境復雜,電氣設備眾多,一旦發生火災,后果將不堪設想,具有很大的危險性。今年以來,全國煤礦已發生4起重大以上事故,其中3起為火災事故。除“3.15”事故外,湖南省湘潭市湘潭縣立勝煤礦“1.5”特別重大火災事故,造成34人死亡和下落不明;江西省新余市廟上煤礦“1.8”重大火災事故,造成12人死亡。論文大全。這3起火災事故,都是因電纜及設備(移動空壓機)著火引燃木支護而發生的火災事故。
目前,礦井內采用的火災檢測設備還很少,而且大部分還是采用基于電信號傳感器的測溫系統。其中紅外測溫為非接觸測量,易受環境及周圍電磁場干擾,且需人工操作,無法實現在線測量,效率低下;電子溫度傳感器易受電磁干擾,機械的溫度傳感器受環境的影響也比較大,以上幾種檢測方法的測量效果都不是很理想。因此開發一種大容量分布式在線實時溫度監測系統,來監測煤礦高耗能大型機電設備和電纜運行溫度已成為當務之急。
光纖光柵溫度在線監測系統是一種全新的在線溫度監測報警系統,具有防爆、防燃、抗腐蝕、抗電磁干擾,在有害環境中使用安全,實現實時快速準分布式測溫并定位,具有程控報警電平等特點。系統本身具有自檢測、自標定和自校正功能,是光機電、計算機一體化技術。采用光纖光柵溫度檢測技術進行煤礦各種設備的溫度實時在線檢測,充分利用光纖光柵傳感系統的大容量、分布式特性將是一種十分可行的方案。
2.煤礦機電設備引起火災的原因分析煤礦機電設備引起火災的原因是多種多樣的,主要火災是電器設備引起的火災和電纜火災,原因是:過載、短路、接觸不良、電弧火花、漏電等原因。這些火災起初可能致使電氣設備中的絕緣材料燃燒,接著火焰傳到巷道的支架、煤塵、瓦斯及礦內其它可燃材料上,這就發生礦井電氣火災。 煤礦機電設備火災主要是由于設備負荷過大引起的。大量高耗能的設備在煤礦中長期使用,不可避免引起設備負荷過大,將使設備達到使自己失去絕緣性能的危險溫度,隨著溫度的不斷積累,最后就常常引起電氣設備發火。如綜掘機、采煤機、刮板輸送機、皮帶機、絞車、主扇以及各類大功率設備等是煤礦企業廣泛使用的大型高檔設備,由于長期處于滿負荷工作狀態,因軸承損壞造成設備相應部位逐漸發熱而導致設備損壞,影響正常生產的事頻繁發生。
電纜火災主要是由于電纜接觸不良,或接地不好引起的。線路中個別部分接觸電阻的增加,主要是接觸不良的結果。實踐證明,井下電纜與電纜或者電纜與設備的連接部分(接頭)做得不好,往往是礦井巷道內因電流以產生火災最常見的原因。電纜工作尤其是過流、過載時,由于導體發熱會導致電纜溫度升高,如果電纜不具備良好的阻燃性能,極易引起電纜著火,在燃燒的同時可產生大量有毒有害氣體,造成礦工中毒窒息,還可能引起瓦斯煤塵爆炸。因此,電纜的阻燃性能對煤礦安全生產具有重要影響。
通過對機電設備引起火災原因的分析,可以看出機電設備等電氣火災大部分都伴隨著設備,電纜局部溫度的逐漸升高,是一個積累的過程,完全可以通過對易發生火災部位進行溫度檢測,根據溫度上升的趨勢來預測電氣設備和電纜的運行狀態,從而在故障點及時采取措施,防止火災的發生。
3.礦用準分布式光纖光柵溫度監測系統 3.1測溫原理光纖傳感技術是上世紀70年代末興起一種先進的多學科交叉技術。經過三十多年,特別是過去十幾年的發展,目前已經研制出兩千多種基于光纖的傳感器。光纖傳感器與常規的電子類傳感器相比有許多獨特之處[7],主要優點包括:
1)以光作為傳感信號基本不受外界電磁場干擾,長期漂移小,測量精度高,因而可用來作長期可靠的連續在線檢測;
2)由于不帶電,因而適于在電力,煤礦,石油,天然氣及其它化工行業進行安全和生產狀態參數的監測;
3)由于采用光纖傳輸,可以超遠程監測;復用能力強,可實現對一線多點、兩維點陣或空間分布的連續監測;
光纖傳感器上述獨特優點,特別是一根光纖可以對多個點做多變量測量的能力,是電子類傳感器很難實現的。在具有強電干擾、高壓、易燃易爆等惡劣環境下,傳統的電子傳感器受到很多局限性。光纖光柵溫度監測儀所用溫度傳感器采用一種叫光纖布拉格光柵(FBG)的光學無源器件,是一種反射式光纖濾波器件,通常采用紫外線干涉條紋照射一段10mm長的裸光纖,在纖芯產生折射率周期調制,光波導內傳播的前向導模會與后向反射模式進行耦合,形成布拉格反射,即產生了一個窄帶的反射峰。論文大全。窄帶反射峰的中心波長稱為布拉格波長,研究表明:光纖光柵的空間折射率調制周期和纖芯的有效折射率均可引起光柵布拉格中心波長的改變。因此,通過一定的封裝設計,使外界溫度、應力和壓力的變化導致光柵中心波長發生改變,即可使FBG達到對其敏感的目的[3]。如圖2所示,光纖光柵中心波長和溫度有著非常好的線性關系。
圖1 光纖光柵結構圖
圖2 光纖光柵中心波長隨溫度變化曲線
3.2系統組成煤礦光纖機電設備狀態檢測系統主要包括信號解調模塊、光學擴展模塊,傳輸光纜和傳感器網絡。溫度傳感器由光纖光柵和連接光纜組成,溫度傳感器安裝在現場;信號解調模塊和計算機安裝在控制室內,溫度傳感器和控制室由傳輸光纜進行信號傳輸。光纖信號解調控制器通過標準通訊接口與計算機通訊,由計算機完成溫度的監控。
圖3光纖多點溫度傳感監測系統框圖
由信號解調模塊中光源發出的高能量光束通過光纜注入光纖光是那傳感器陣列,每個光纖光柵將反射特定的波長,這些波長與各個傳感器所測溫度成線性關系;這些波峰將由光纖信號解調模塊進行波長解調,然后根據設定的參數計算出每個傳感器的測量溫度值,所測溫度值和各種相關信息通過標準的通訊接口實時上傳給監控上位機,進行信號的顯示,故障診斷、事件記錄、報警控制等。
3.3 系統技術特征和主要技術參數1.系統的技術特征
光纖傳感器感知溫度和位置信息,完全不帶電,本質安全。傳感器分辨率高,測溫精確,響應時間短。傳感器可靠耐用,使用壽命長。
陣列復用,大容量,多點分布式測溫系統;一臺解調儀可帶幾百個傳感器,大范圍覆蓋測溫現場;節省費用。論文大全。
由于全光信號傳輸,不受傳感器距離限制,最大傳感距離達10Km,是超遠程溫度檢測系統。
2.系統的主要技術參數:
測溫范圍:-10℃~+110℃;測溫精度:±1℃;溫度分辨率:0.1℃;溫度探測器響應時間:<5s;空間分辨率:根據現場情況;每通道最大傳感器點數:18個/通道;測量時間:<30s/16通道。
4.系統的應用為了解決大規模的煤礦機電設備安全監測問題,在某煤礦的地面110Kv變電所,-312水平中央變電所,地面洗煤廠配電室,井下高壓電纜中間接頭及地面110Kv變電所電纜間(電纜密集處)等位置,共安裝了近800個礦用光纖溫度傳感器。系統由一個監測儀和一個監控主機組成,所有傳感器通過一條多芯的光纜連接起來,結構非常簡潔。通過軟件我們可以方便觀測所監測位置的溫度狀態,對預防煤礦電氣火災提供了有力的技術基礎。
5.總結隨著我國煤礦采掘機械化和電氣化程度的提高,電氣火災成為煤礦火災的一個重要原因。通過對煤礦機電設備引起火災的原因的分析,認為實時檢測機電設備的溫度可以有效預測預報火災事故的發生?;诠饫w溫度傳感器建立了一套煤礦火災實時在線監測系統,通過安裝煤礦光纖機電設備狀態檢測系統,對煤礦供電設備及高壓線路接點的溫度進行了實時在線監測,有效實現了煤礦供電設備安全狀態的監控和火災的預測預報,為煤礦安全生產提供了有力保障。這種方法的研究和應用對礦井火災監測預報具有重大的實用價值。
參考文獻[1] 繞云江,王義平,朱濤,光纖光柵原理及應用[M]。北京:科學出版社,2006
[2] 郭碧紅,楊曉洪,我國電力設備在線監測技術的開發應用狀況分析,電網技術,23(8):65-68,1999
[3] 趙勇,光纖光柵及其傳感技術[M],北京:國防工業出版社,2007
[4]林全德,淺談煤礦井下電氣火災原因及其預防,能源與環境, 2006(04)
[5] 時訓先,蔣仲安,何理,礦井電氣火災原因分析及其預防[J],礦業安全與環保,2005(01)
[6] 蘇國利,等.淺談綜采工作面電纜故障的防護措施[J],煤炭技術,2002(6)
[7] 李艷秋, 曹鐘中, 靳 濤. 電力電纜火災監測及防火預警系統的研制[ J ]. 華北電力技術, 2001 (2) .
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關鍵詞:駕駛員,樁考,實時監控
一、引言
道路交通安全事關人民群眾的安居樂業,事關經濟社會的協調發展,加強道路交通安全工作,保障人民群眾的生命和財產安全,是政府以及交管部門一直以來的重點工作。為了徹底改變以往的人工考試模式,提高駕駛員的駕駛技術,降低考試員的勞動強度,同時使考試更加公平、公正。全國各地的車管所及駕駛員培訓學校都逐步啟用了“機動車駕駛員樁考”系統。
樁考系統的基本原理是通過在考試車上安裝信號檢測傳感器、數據處理系統以及無線發射機,在場地上安裝電子吊桿及遠紅外檢測光路等,使得考試過程中各種動態信息可以通過有線和無線兩種方式傳輸到主控制室,這樣監考員就可以利用主控計算機顯示屏實時監控考試的全部過程。論文參考網。論文參考網。目前,整個考試過程已經全部實現自動化控制,并且最后可以將考生的考試結果存檔、打印。但是,通過實際調研發現所采用的各種樁考系統仍普遍存在著以下缺陷:
1.系統功能單一,運行速度較慢
2.抗干擾能力較差,無線傳輸時容量出現誤碼現象。
3.模擬(場地考車)跟蹤顯示界面單一,跟蹤速度較慢。
4.紅外光路在惡劣天氣(大霧、風沙)時接收靈敏度下降。
5.單機版,不能全國聯網。
由于科學技術的進步,無線傳輸技術、信號采集及處理技術、傳感技術都有了長足發展,集成電路的多功能、抗干擾等也都有了很大提高, 因此有必要對傳統的“機動車駕駛員樁考”系統進行改進,使考試系統更加完善。本文就此提出一種新型的計算機駕駛員樁考系統的設計方法。
二、系統總體設計
(一)基本功能
根據我國《機動車駕駛員考試管理辦法》有關科目二考試(樁考)的規定。方案擬采用計算機監控管理、單片機實時檢測處理、集成數字電路、進口無線通信和紅外線報警設備,結合機電一體化等高新技術。由主監控儀及車載分機實時采集考車、樁桿、庫線等信號,經過計算機分析判斷,在監視屏上真實模擬、跟蹤考車進行狀況,同時對樁考過程中出現的:
1.不按規定路線、順序行駛;
2.碰擦樁桿;
3.車身出線;
4.移庫不入;
5.中途停車(兩次);
6.發動機熄火;
等犯規動作進行自動監測和管理,對以上所有犯規動作,系統可以進行自動報警,并在駕駛員考試記錄表上打印結果。監考人員只需通過監視器就可以在室內全面了解場地樁考情況,同時,考生通過語音提示可以了解考試結果及犯規種類。另外,計算機系統可對考生的情況進行存儲,綜合查詢,對樁考結果進行綜合統計查詢。
該系統從功能上大致劃分為考試監控、考生信息查詢、考試統計查詢及系統參數設置四個模塊。各功能模塊的具體功能如圖1所示。
圖1 系統功能圖
(二)基本組成
為了實現系統設計的基本功能,新型的計算機駕駛員樁考系統主要由主控制室、場地、考車三個組成部分。如圖2所示。
1.主控制室
由專用計算機,打印機,樁考監控儀,交換機,無線通信機,電源等構成。
2.場地
(1)越庫線紅外監測裝置
場地由對射式紅外線發射、接收器形成對大型車和小型車的樁考庫線報警和移庫狀態判斷系統,它用來檢測車身越線、移庫不入行進路線出錯等犯規項目。
(2)碰桿電子報警系統
場地安裝固定龍門架, 懸掛可以360度任意碰撞、自動歸位的電磁吊桿,構成考車碰、檫桿自動檢測報警系統。它用來監測碰桿犯規項目。場地系統的電平信號通過電纜各自直接地連接到控制室的系統監控儀上。
3.考車
采用專用考車,在考車上安裝檢測前進、后退、停車、熄火等傳感器及考車信號監測儀, 考車監測系統實時監測考車運行狀況,將檢測信號進行分析、處理后通過無線通訊方式傳輸到主控室。
圖2 系統組成圖
(三)擬達到的技術指標
1.軟件系統功能增強,人機界面友好,操作智能化,
2.軟件可在不同操作系統下運行。
3.監控室中儀器(計算機系統、主機系統),可適應溫度為-10℃~40℃。要求室內保持清潔、干燥以及電壓穩定(220±20V)。
4.場地樁桿、吊架、紅外線裝置等均采用防風、防水、防凍、耐高溫等措施,能適應我國各地的高溫、高寒天氣情況(-35℃~60℃)。
5.紅外發射、接受設備可全天候工作,不受任何惡劣天氣(大霧、風沙)的影響。
6.考車信號監控系統芯片及傳感器均采用進口元器件,溫度系數可達到-40℃~70℃。論文參考網。
7.建立遠程網絡數據庫,與公安部聯網,實現異地查詢考生檔案,信息共享。
三、系統應用前景
所設計的新型計算機駕駛員樁考系統在軟件、硬件方面都將采用當今最先進和主流的技術及進口傳感器件,使軟件功能更強大,速度更快,圖像可實時跟蹤考車行車軌跡,運用無線傳輸自動判斷考車熄火,遠紅外幕墻檢測考車碰線、出庫,計算機自動判斷并語音提示,徹底排除了人為因素。場地硬件部分可靈活組合成單庫、雙庫(大庫套小庫),節約場地,可適合不同用戶的需要。同時,該系統技術先進,主控計算機可以實現高速圖象跟蹤、自動變庫,完全符合公安部的考試要求,因此將會有很強的市場競爭力。
目前市場上正在使用的樁考系統基本上都處于更新換代的時期,而隨著經濟的不斷發展和人民生活水平的提高,買車、學車的人越來越多,新的駕校及駕駛員培訓基地不斷建立,新型的計算機駕駛員樁考系統的研制成功必將會有先入為主的優勢和廣闊的市場空間。
參考文獻:
[1]黃愛民,陳萬里. 機動車輛自動識別系統[J]國防科技大學學報, 1998,(05) .
[2]王未央,黃皎,梁長河,范新南. 基于實時數據采集的駕駛樁考系統的實現[J]計算機應用, 2000,(11) .
[3]劉曉冬,蘇光大,周全,田超. 一種可視化智能戶外監控系統[J]中國圖象圖形學報, 2000,(12) .
[4]公安部公開征求對《中華人民共和國機動車駕駛證登記辦法》《中華人民共和國機動車駕駛員考試辦法》(征求意見稿)的意見[J].道路交通管理, 2003,(01)
[5] 孫步戰. 駕駛培訓綜合庫教學操作要領依據的研究[J].教育與職業, 2006,(32)
[6] 孫步戰. 駕駛培訓側方停車、單邊橋教學研究[J].中國科技信息, 2007,(01)
關鍵詞:現代物流;物聯網技術;智能倉儲
中圖分類號:F406.5 文獻標識碼:A
Abstract: Intelligent warehousing is an important direction in modern logistics industry. The applications of technologies of the internet of things(IoT)provide powerful technical support for the development of intelligent warehousing. An important feature of intelligent warehousing is that it can provide a good storage environment and make the stored products safe and effective according to the characteristics of the products. This article elaborates the applications of IoT technologies in food storage, medicine warehouse, cotton storage. In the meanwhile integrating all kinds of functional storage into comprehensively intelligent warehousing is a technical proposal and establishing an informational, standardized, intelligent and intensive warehousing by using IoT technologies is realistic.
Key words: modern logistics; internet of things; intelligent warehousing
0 引 言
近年恚我國現代物流業不斷發展,大部分物流業是傳統物流業融入信息化技術[1],少數采用先進的自動化和物聯網技
術[2],還有小部分保持著傳統的運輸方式[3],總體呈現為中間大兩頭小的橄欖形。全國“十三五”規劃中指出現代物流業要加強物流基礎設施的建設,大力發展第三方物流和綠色物流、冷鏈物流、城鄉配送。2016年7月份,國務院總理提出以先進的信息技術與物流深度融合來促進物流業的轉型升級??傮w的方向是讓物流業向著先進化、智能化發展。倉儲是物流業中不可或缺的環節也是對基礎設施要求較高的部分,在供應鏈中起到了承接上下游的作用,所以物流的智能化也要求者倉儲向智能化發展[4]。本文著眼于倉儲中的環境部分,探討基于物聯網技術建立信息化、標準化、智能化、集約化的綜合性智能倉儲的技術方案與應用意義。
1 智能倉儲及物聯網技術概述
依托于物聯網技術的智能倉儲,能夠有效提高倉儲管理的效率和安全,從而促進現代物流的發展,體現現代物流的實用性和先進性。
智能倉儲管理對象基本上包括倉、儲、物和環境四項。倉是指倉儲活動所需的場地、設施、設備;儲是指倉儲業務及其管理活動,包括出入庫業務、出庫業務、移庫業務、倉儲規劃、尋址管理和貨位管理等;物是指對倉庫內商品和工作人員,實現貨、人的監管。環境是指人、設備和貨物的活動、存放環境因素[5]。智能倉儲常采用物聯網技術、自動控制技術、智能機器人技術、大數據挖掘技術、云計算技術、智能信息管理技術等先進的技術來實現其對四個對象的管理控制。本文主要探討的是物聯網技術在智能倉儲環境監控方面的問題。
物聯網從狹義上可指連接物品與物品間網絡,用來實現對物品的智能化識別和管理;而廣義上的物聯網則可以看作是信息空間與物理空間的融合,將一切事物數字化、網絡化,在物品之間、物品與人之間、人與現實環境之間實現高效信息交互方式,并通過新的服務模式使各種信息技術融入社會行為,是信息化在人類社會綜合應用達到的更高境界[6]。國際電聯報告提出物聯網主要有四個關鍵性的應用技術:RFID、傳感器、智能技術以及納米技術[7]。這些先進的技術都是為了使人與物之間更緊密的聯系,方便人們的生活和工作,是促進社會生產發展的動力。
2 物聯網技術在倉儲中的應用研究
物聯網技術在各類倉儲的環境監控中都有著應用,本文著重綜述了物聯網技術在糧食倉儲、醫藥倉儲、棉花倉儲環境監控中的應用。
2.1 糧食倉儲
物聯網技術可以應用于糧食的多個方面:糧食物流、糧食倉儲、糧食信息跟蹤等[8]。物聯網技術在糧食倉儲中的應用是本文關注的重點,尤其是對于實時監測糧食的環境,并對環境情況進行反饋控制。
糧食存儲在倉庫之中,受氣候、通風和環境等外界因素的影響,糧食倉庫的溫度和濕度都會發生變化,從而影響了糧倉中氣體、微生物的濃度或數量,進而造成糧食的品質下降。針對這一情況,以糧倉和糧食的溫度和濕度作為主要的監測目標并利用溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、蟲害傳感器等傳感系統對其進行采集。根據采集到的信息進行數據分析,找出關鍵影響因素,制定決策方案并根據方案自動調節糧食倉儲的環境條件,包括自動控溫、自動控濕、自動通風以及自動熏蒸等,其簡略流程如圖1所示。在所示的整個流程中,關鍵技術主要有傳感器技術、傳輸技術、信息處理技術、智能控制技術等。傳感器的選擇要滿足倉儲環境監測的需求,并且保證所采集信息的可靠性;傳輸技術保證信息傳輸的及時和準確,如藍牙、Zigebee、Wi-Fi等無線傳輸技術;信息處理技術主要是處理大量的信息,提取出對決策控制有用的信息;智能控制技術根據決策的信息智能控制通風、熏蒸、溫度和濕度設備的開啟或關閉。
在“大蒜之鄉”山東省濟寧市金鄉縣建立的全國首個物聯網冷庫綜合監控系統就是一個成功的應用。傳統的大蒜倉儲環境監控主要通過人工實時監控的方式來進行溫度調整,耗費了大量的人力、物力,卻無法保證環境監控的精度。由于環境監精度的問題,大蒜出現低溫凍壞或高溫生芽腐爛的情況時有發生,而且無法及時判斷倉庫里二氧化碳的濃度含量,會出現因二氧化碳濃度過高造成工作人員窒息的情形。利用物聯網技術可以有效改善上面出現的問題。倉庫內溫度、濕度和二氧化碳濃度等重要的指標信息通過傳感器來進行監測,將監測到的數據信息通過無線網絡傳輸到控制中心,控制中心通過與系統預設的溫度、濕度和二氧化碳濃度進行比較分析,再通過控制決策中心的指令,自動實現對溫度設備和排風系統的控制。同時,還可以隨時將倉庫內溫度、濕度和二氧化碳數值等報警短信發送到手機上,有效實現無人值守、手機端24小時監控,在節約了管理控制成本的同時,也提高倉儲管理水平與環境監控的準確率[9]。
糧食倉儲環境監控信息感知主要是傳感器的使用,利用收集的信息分析控制環境?;赯igBee技術等無線網絡技術通信方式的系統得到廣泛應用,使得數據信息的傳輸更加快速、安全、可靠[10-11]。多傳感器融合、無線遠程監控等技術的應用研究,也在不斷提高糧食倉儲環境監測的適用性和穩定性[12-13]。智能自動通風技術可以參考各個參數間的關系,例如溫度、濕度等環境參數,通過數據分析找到參數的最佳點,利用智能化控制通風系統,實現倉儲環境的控制[14]。氣調儲糧技術主要監測氧氣、二氧化碳等氣體數據,調整控制氣體濃度,在倉儲環境內形成一個低氧、高二氧化碳或者高二氧化氮的倉儲環境,從而達到抑制糧食呼吸、殺蟲抑菌、延長糧食存儲時間的目的[15]。
2.2 醫藥倉儲
2016年3月的山東疫苗事件引起社會極大反響,經食藥監管部門核查,兩名犯罪嫌疑人經營的疫苗雖為正規廠家生產,但并沒有未按照國家相關法律規定運輸、保存,而且脫離了2~8℃的恒溫冷鏈,難以保證疫苗的品質和使用效果,注射后甚至可能產生副作用。這一事實說明了醫藥存儲環境的敏感性,這就需要冷鏈不斷流來保證儲藏溫度。無論對常溫或冷鏈物流體系,由于倉儲是其每個重要物流節點的銜接點,不僅涉及生產、儲存、運輸、銷售等環節的啟承,也集中了物流體系中的各關鍵節點間的主要矛盾[16]。本文關注的是醫藥冷鏈物流中的倉儲環境監測控制。
物聯網技術在醫藥倉儲環境監測控制中有如下特點:(1)通過RFID技術,對醫藥品進行識別,獲取藥品的信息,根據取得信息確定此類藥物的存儲溫度;(2)通過相應的傳感技術感知倉儲周圍的環境變化,取得周圍環境的信息;(3)獲取的醫藥儲藏的需求溫度和當前周圍環境信息的數據,根據數據的變化智能的控制環境,實現醫藥品可以在自己所需的溫度下儲藏?;贏gent的環境控制基本結構圖如圖2所示,Agent通過傳感器獲取醫藥存儲環境的數據信息,通過自身信息處理,對環境信息的變化做出快速響應,再通過效應器作用于醫藥倉儲環境,從而達到調節控制環境的目的。Agent可以確保不傳輸有誤信息,它的學習能力也讓它能夠根據環境的變化調節自己,從而滿足當前所設定的需求。
傳統的醫藥品存放環境監控都是通過人工監控,人工監管控制無法保證醫藥品存儲環境的可靠性。傳統醫藥環境監控的自動化水平低,不能對醫藥環境實行自動、實時的監控以及對環境的自動調節控制,從而不能及時發現當前環境數據是否超過預設的數值,造成醫藥品脫離合適的環境,極易造成損失。基于Agent的h境信息監測系統的研究最近幾年十分活躍,該系統融合了環境監測和Agent等學科的最新成果[17]。將物聯網技術和Agent等技術的融合,能快速、可靠地獲取醫藥倉儲環境的信息,并智能化的自我調節控制環境達到預設值,提升了醫藥倉儲環境監控的自動化、信息化和智能化。
無線射頻識別(RFID)技術的應用研究,將數據通過帶有傳感器的RFID傳送至后臺處理,利用程序對環境數據進行檢測和處理,實現對溫濕度等環境信息數據的自動化監測[18-19]。利用無線傳感器網絡(WSN)和多傳感器技術可以獲得更多的感知信息,實現對環境信息更加準確、可靠、高效的監控[20-21]。將RFID與WSN技術融合起來組成WSID網絡,改善了通信距離、定位追蹤、數據融合等技術,不僅提高了監測的時效性和準確性,還極大的降低了成本[22-23]。將物聯網RFID技術與基于多Agent的管理系統以及云計算應用相結合,利用Agent的智能性與其他的Agent共同協作完成對應的任務,可以提高管理的信息化以及管理控制的水平和效率[24-25]。
2.3 棉花倉儲
中國已成為了全世界最大的棉花生產和消費國家,棉花制品在我國每個家庭中必然存在。棉花是被認定為易燃物的天然纖維,當前有大量棉花儲備在物流倉庫中,一旦點燃,大火將會在幾秒鐘內迅速擴張到幾百平方米,造成難以估計的損失[26]。除去建筑和管理角度的考慮,本文主要是對棉花倉儲的環境監控以及相應防火措施進行分析。
由于棉花易燃、陰燃、自燃的特殊性質,對于棉花倉儲的存儲的高要求和特殊的防火高要求就更加必要。基于棉花的特殊性質,棉花倉儲的溫度應保持低于30℃,最大不能高于35℃且相對濕度不超過70%。
通過物聯網技術中的傳感技術,采用溫度傳感器和濕度傳感器感知倉儲環境。而棉花起火最初僅僅是在表層燃燒蔓延,一般都有煙霧、高溫和火光,因此采用煙霧傳感器、感溫傳感器和光輻射傳感器器等作為防火探測感知器件。利用Zigbee和單片機或其他網絡信息技術采集到環境和防火數據,并對數據進行分析處理,來控制報警、防火、滅火等系統。簡略的方案如圖3所示,棉花倉儲整體方案中,由于棉花防火的區域較廣,需要接受大量的傳感器的數據,還需要長時間的監控并且保證傳輸信息的及時性,那么采用無線傳輸技術中的Zigbee技術就是一種很好的方案。Zigbee技術優勢:省電,普通兩節電池就能使用6個月到2年左右的時間;時延短,可以在ms時間里完成激活和通信;可靠,采用避免碰撞的策略,避免發送數據時候的沖突;網絡容量大,一個Zigbee網絡可以容納200多個設備。
傳統火災探測器采用悠閑的通行方式,布線復雜、可靠性低、通信方式拓展性差,且線路容易老化或遭到磨損、腐蝕,有比較高的故障發生率和誤報率。采用ZigBee技術構建無線傳感網絡,將其應用到火災自動報警系統中的方案,低成本、低功耗的特點克服了有線傳感網絡的局限性,且其隨時可以移動以及添加的特性大大方便了火災自動報警系統的調整、更新,提高了現有火災自動報警系統的靈活性。同時增加的移動定位的功能,方便了火災救援和滅火工作,特別是火災現場的濃煙密布,無法看清現場的情況,消防工作人員通過移動定位系統,可以與監測控制中心聯系并快速確定自己所在方位和火災的地點以及火災現場的情況,有效提高了救援和滅火工作的效率[27-28]。
單一的傳感器在測量火災信息時會存在數據可能不完整以及片面的問題,為保證火災判斷的準確性,采用多傳感器數據融合的技術,利用計算機技術和算法對信息進行多方面處理分析,從而產生一個能夠準確判斷當前情況的新信息[29-31]。
3 綜合性智能倉儲的現實意義
從物聯網技術在智能倉儲環境控制中的應用中可以看出,大多數的應用都是針對某一具體的行業或某一種特殊產品,基本上是單對單的使用,例如是糧食倉儲那么僅僅是用于糧食的存放,其他的不同貨物基本就很少有能儲藏到其中的。如果倉儲存在大量多余的空間,就存在閑置和低利用率的問題,造成資源的浪費,物流的成本也很難降低。本文研究并提出了以物聯網技術為核心實現多個功能倉儲于一體的智能倉儲的方案。
在常見的智能倉儲環境控制中,溫濕度這一環境參數都是關注的對象,防火報警也是倉儲不能缺少的一塊,將這兩方面作為最基本的智能倉儲環境參數。針對不同特性的商品可以添加其相應參數需求的環境檢測模塊,最理想的綜合性智能倉儲可以滿足任意存儲貨物的需求,不同存儲空間可以滿足不同貨物的存儲環境需求,但這樣的代價對現代物流來說是不可能承受的,因此可以考慮幾類對于環境要求類似的貨物來進行綜合,達到任意倉儲空間都能滿足這幾類貨物的環境監控。例如糧食和水果這兩類,都十分重視溫濕度、氣體濃度、微生物等環境因素,可以考慮兩者的結合,將這兩類所需要的所有環境監測傳感器件安裝在倉庫,并且隔離出不同的倉儲位置。這樣在各個倉儲位置都能存儲這兩類貨物,并根據存儲的貨物進行監控設置,那么倉庫的閑置的可能性就會降低。其基本的環境監控設置如圖4所示。
隨著現代物流的發展,綜合性的智能倉儲也能一步步前進,在不久的將來也許就可以現一個智能倉儲就可以滿足絕大多數貨物的存儲環境監控,這樣就能夠極大的利用資源,降低物流成本。在實現綜合性智能倉儲的情況下,如果某一地區發生災害,就可以選擇離災區最近智能倉儲作為應急倉儲,無論是水、食品、藥物還是被子、帳篷等一系列的救援物資都能快速運入智能倉儲保存并及時送入災害地區,極大方便了不同救災物資的運輸,非常具有現實意義的。
4 總 結
綜合性智能倉儲的一個倉庫可以滿足多種貨物的存放需求,利用物聯網技術實現對不同貨物的環境監控,根據監控的情況實時進行智能控制貨物所處環境,滿足了不同貨物的存儲,極大提高了倉儲資源的利用率,降低物流為不同貨物建立不同倉儲的成本。倉儲以綜合性智能倉儲為目標,體現出綜合性智能倉儲的標準化;物聯網技術及其智能控制的引入和應用展現了綜合性智能倉儲的信息化和智能化;綜合性智能倉儲可以降低物流成本、提升資源利用率,集成了各類貨物的存儲,彰顯了其集約化。
將針對某一具體的行業或某一種特殊產品的單一型智能型倉儲升級為滿足多方需求的綜合性智能倉儲,對于物流成本的降低和資源利用率的提升都具有現實意義。本文綜述了三類倉儲的環境監控情況,提出一種綜合性智能倉儲的簡單方案,希望可以在前人對智能倉儲的研究基礎上進一步拓展研究的廣度和深度。
參考文獻:
[1] 吳景新. 論我國物流運輸的現狀及對策[J]. 黑龍江科技信息,2010(12):90.
[2] 高迎冬,李杰,張穎. 物聯網技術在現代物流管理中的應用[J]. 物流技術,2012,31(11):175-177.
[3] 張樂樂,馮愛蘭. 現代物流與傳統物流的比較分析[J]. 物流技術,2005(7):25-27.
[4] 陳杰. 基于物聯網的智能倉儲管理系統研究[D]. 合肥:合肥工業大學(碩士學位論文),2015.
[5] 張仁彬. 基于物聯網環境的倉儲系統架構研究[D]. 鄭州:鄭州大學(碩士學位論文),2012.
[6] 孫其博,劉杰,黎,等. 物聯網:概念、架構與關鍵技術研究綜述[J]. 北京郵電大學學報,2010(3):1-9.
[7] International Telecommunication Union UIT. ITU Inter-net Reports 2005: The Internet of Things[Z]. 2005.
[8] 徐柏森. 倉儲糧情監測物聯網組網研究[D]. 鄭州:河南工業大學(碩士學位論文),2012.
[9] 武曉釗. 物聯網技術在倉儲物流領域應用分析與展望[J]. 中國流通經濟,2011(6):36-39.
[10] 劉楠螅王磊. 基于ZigBee技術的糧食溫度監測系統的優化設計研究[J]. 糧油加工(電子版),2014(9):56-59.
[11] 王億書. 基于無線傳感器網絡的糧情監測系統的設計與實現[J]. 計算機應用與軟件,2012,29(8):110-114.
[12] 王鋒,孔李軍,艾英山. 糧情測控系統中多傳感器信息融合技術的應用[J]. 農機化研究,2010(2):166-169.
[13] 張振聲,劉獻國,馮百聯,等. 遠程糧情無線監控系統應用報告[J]. 糧油倉儲科技通訊,2011,27(5):7-9.
[14] 史鋼強. 智能通風操作系統水分控制模型優化及程序設計[J]. 糧油食品科技,2013,21(5):109-113.
[15] 張來林,張采林,金文,等. 我國氣調儲糧技術的發展及應用[J]. 糧食與飼料工業,2011(9):20-23.
[16] 黨培. 醫藥冷鏈物流倉儲管理系統關鍵問題研究[D]. 西安:陜西科技大學(碩士學位論文),2015.
[17] 蘇帥. 基于Agent技術的環境信息監測系統設計與實現[D]. 揚州:揚州大學(碩士學位論文),2014.
[18] 陳宇錚,湯仲品,倪云峰,等. 基于RFID的冷鏈物流監測系統的設計[J]. 計算機應用與軟件,2013(2):263-265.
[19] K. R. Prasanna, M. Hemalatha. RFID GPS and GSM based logistics vehicle load balancing and tracking mechanism[J]. Procedia Engineering, 2012(30):726-729.
[20] 王希杰. 基于物聯網技術的生態環境監測應用研究[J]. 傳感器與微系統,2011(7):149-152.
[21] Jankovic, Olivera. WSN and M2M technology as support of logistics operations[J]. Put i Saobracaj, 2012,58(4):33-37.
[22] 李斌,李文h. WSN與RFID技術的融合研究[J]. 計算機工程,2008(9):127-129.
[23] Mirshahi, Shiva, Sener Uysal. Integration of RFID and WSN for supply chain intelligence system[J]. Computers and Artificial Intelligence, 2013(10):1-6.
[24] 董景全. 基于物聯網和Multi-Agent的智能倉儲管理系統[J]. 四川兵工學報,2013(10):52-54.
[25] Pavel, Burian. Multi-agent systems and cloud computing for controlling and managingchemical and food processes[J]. J. Chem. Chem. Eng, 2012(6):1121-1135.
[26] Wen-hui Ju. Study on Fire Risk and Disaster Reducing Factors of Cotton Logistics Warehouse Based on Event and Fault Tree Analysis[J]. Procedia Engineering, 2016,135:418-426.
[27] 朱其祥,吳國新,徐守東,等. ZigBee技術在棉花倉庫火災自動報警系統中的應用[J]. 中國棉花加工,2011(6):19-22.
[28] 張青春. 基于Zigbee技術的火災探測報警傳感器網絡設計[J]. 中國測試,2013(4):73-75,80.
[29] 魏宏飛,趙慧. 多傳感器信息融合技術在火災報警系統的應用[J]. 現代電子技術,2013(6):139-140,144.