物联网在机电一体化接口技术中的研究与应用

摘　要：

摘　要：物联网可以统分为感知层、传输层以及应用层三个层次，每个层次所管理和发挥的实质性作用自然不尽相同，通过对于物联网现今阶段的发展概况、研究的进展以及未来的发展方向等方方面面的分析观测，发现物联网这一技术在机电一体化接口技术中的研究与应用是一个十分值得探讨的课题。本问文对于这一探讨进行了相关的论述以及分析展望，相信物联网在机电一体化接口技术中的研究与应用必将有极其深远的意义。

关键词：

关键词：物联网　机电一体化　接口技术
 

     机电一体化中机电接口技术是其中的核心内容，当然，这一技术中的基础仍然是机械技术。科学技术发展突飞猛进，学科融合越来越成为一项极其重要的研究方向，机电一体化就是这一研究方向上的实例之一，集合了多种技术，物联网在其中的研究与应用发挥着不可或缺的作用，对于机电一体化接口技术本身而言，有着非常重要的影响。

1　机电一体化系统

　　机电一体化系统在早期的时候，其系统设计的中心是机械部分的设计，而电能的作用仅仅用于驱动，为系统提供相应的总动力；同时，通过对于直流电动机的运用，是机电一体化系统拥有变化速度的功能。这样一来，虽然在很大程度上简化了机械系统的传动结构，但是整体来说因为它无法对运动部件的具体行程进行细致的控制，就使得程序的自动化功能成为系统控制设计的主要目标和目的。

　　机电一体化系统处在一个不断完善与发展的过程中，实现程序自动化的重要工具即是信息技术以及软件设计技术，这两种技术恰到好处的展现出了系统设计的主要思想。另一方面，不断的对伺服驱动性能进行完善与改进，对控制算法进行科学的发展是产品精度连同生产效率对于机电一体化整个系统提出的总要求，，伺服驱动性能的优良与否直接影响到机械系统的整体功能，也决定了传统的机构是否可以得到相关联的简化。除此之外，还要并且要求机械系统拥有合理的惯量以及相对较好的系统动态性能。

　　随着科学技术的突飞猛进，不难发现，早期的机电一体化系统的关注点已经发生了转移，由系统的组成和结构逐渐转入到机电的接口技术之中，对于机电接口技术的设计与研究已渐渐的成为机电一体化设计的核心内容；同时，已经受到了越来越多的专家和学者的特别关注。机电一体化系统中，传感器是在线监视的，它能够确保系统能够安全可靠的运行，且它反馈的信息是闭环的。这样一来，就在很大程度上确保了将先进的控制理论变成现实，还保证了相关产品的质量要求。目前，机、电以及信息之间的相互密切交叉已经使得机电一体化的总进程上升到了一个新的高度，系统中各部分之间的相互连接以及相互影响使得机电一体化的整体设计思路必须综合的对各个部分的重要内容进行整体考虑。

2　机电接口技术

2.1　机电接口技术的内涵

　　机电一体化接口技术是一种新型的技术，主要的研究内容是机电一体化接口技术中所有组成部分以及各个组成技术之间的连接问题，通俗来说，就是其中的接口问题。通过对于这项技术的研究与应用，能够有效的是机电一体化系统之间的信息与相关能量进行相互的融合和整合，从而达到机电一体化系统设计实现最优的目的。

2.2　机电接口技术的接口分类

　　机电一体化接口整体包括四大类，分别是智能接口、人-机接口，动力接口以及机-电接口。智能接口存在于传感器到控制器、驱动系统到传感器以及控制系统到驱动系统三个位置，这种机电接口类型的应用一般来说是很复杂的，但是整体来讲其中存在的共性即是可以传递同时转化各种各样的信息，根据不同的要求做出不同的应答，从而形成一个整体的系统。一般而言，软件表现出的功能连接就是智能接口。人-机接口具体而言就是机电一体化的系统同人之间的连接，这个借口可以对系统的运行状态进行监视，它是双向的，其中的硬件设备包括输入/输出，具体包括键盘、按钮、显示屏等。动力接口是动力源与驱动系统之间的接口，它能够为驱动系统提供到其所需的动力，一般动力接口的形式会随着系统需要的动力类型而发生改变，并且相差迥异。但总之，动力接口最显著的共同优点就是其通过的功率较大。

2.3　机电一体化接口的功能

　　机电一体化接口技术能够将信息以及能量实时的进行必要的传递和转换，从而成为这一技术正好需要的内容，还会将家电一体化中的各个组成技术的不同特性进行相关的融合操作，混合成为一体。机电接口技术包括两方面的内容，分别是硬件以及软件。一般而言，硬件的主要功能就是将人与机电一体化系统之间，或者是在子系统之间建立相关的连接，达到信息能量传输、转换与传递的目的，其实真正的工作原理是在其之间提供物理通道，从而使得连接成为现实。软件的主要功能是对机电一体化组成技术进行协调与综合操作，为系统提供出信息转换、调整以及交互的过程和方法。这样一来，就使得机电一体化各个的子系统之间实现了融合，从来能够发挥出新的功能。

2.4　机电接口技术对于机电一体化的影响

　　发展推动机电技术一体化是社会的需求，适应时代的发展趋势。基于多种技术的融合，包括机械技术与电子技术以及信息技术等内容结合而成的机电一体化满足了社会的整体发展，包括机械技术的发展。无论是针对于系统的设计理论，还是针对于系统的集成和融合理论，对于它们的研究与探讨都是十分必要的。但是由于机电一体化是一种复杂的系统，机电接口技术就因此成为时代发展的产物，它提供了一种有效科学的方法。总之，即是对于机电接口技术的研究以及探讨能够对机电一体化技术起到十分重要的促进作用。

3　物联网技术在机电接口技术中的研究与应用

3.1　物联网的概念

　　互联网、无线通信技术以及互联网的不断发展与壮大衍生出了物联网的概念。总之，这一技术就是信息技术不断更新换代下的必然产物，它通常通过多种技术，譬如自动定位技术，各式各样的传感器，以及RFID等具有信息感知作用的设备和技术，将有相关要求及有需要连接的、监控的以及做出操作的随意一种物体进行连接，然后对各种所需要的信息，包括热量、位置、化学生物或者是声音、数量等各式各样的数据进行收集归整；同时，需要结合互联网的强大性能，使得这一个巨大的整体形成一个覆盖范围面极其广阔，甚至可以是是无所不在的网络系统。

　　研究并应用物联网的最终目标就是将物与物之间、物与人之间以及人与人之间的广泛连接成为现实，从而便可以极其方便的进行相关的信息交流、信息管理、信息控制以及信息识别。追溯物联网的整个发展过程，这一概念最早提出的时间是2005年，由国际电信联盟会议正式提出，并且针对这一概念，ITU还发不了相关的报告，报告中提发展，意味着广泛存在于社会之中的物联网时代即将被迎来，无论是通信技术、智能技术还是传感技术等多项领域都会因此得到极为迅速极为前景明亮的大发展。当然，人类的社会生活也会变得更加美好，更加高科技。

3.2　物联网的技术基础

　　物联网在第三次信息革命浪潮中，被看作是当今信息社会之中的一次具有深远意义的发展和改革，这一技术在非常大的程度上为我们的未来生活构造了一幅美丽的光明前景，也使得物联网技术在全球的范围内得到了充分的关注与重视。虽然当前看来，全球范围内的物联网技术尚且处在一个不是很盛大的情况，仅仅作为一个初始阶段的发展状况，但是我国也必须应当不断的学习，不断的创新与更新，紧紧的跟上国际发展的步伐以及相关建设，尤其是在物联网技术、物联网应用以及产业链方面的基础建设，都必须做出强有力的改观，并且尽可能能够跟上世界的潮流趋势，不断的迅速进步，迅速发展。

　　仅基于美国政府而言，其将物联网技术作为了振兴社会经济以及全面的确立国家的优势所在的重要战略内容之一。分析研究不难发现，奥巴马政府科学并且坚定的扶持由IBM公司推出的智慧地球计划，这一计划坚定之后，在很短的时间内，就确立并且大力度的对物联网技术进行深入的研究与应用。作为振兴国家经济发展的巨大命脉之一，美国政府积极的将其作为发展中的重要战略之一。我国针对于物联网技术的启动与发展紧紧的跟随着世界水平的步伐，在这一方面的应用于研究，我国政府给予了高度的重视与关注。2009年，温家宝总理感知中国的口号，使得我国对于物联网的研究与应用达到了一个历史的最高点，进入了一个新的高潮；2010年，我国又做出了一次改革完善，全国常务委员会的委员长吴邦国表明了对于物联网技术高度重视与发展的决心，以求能够确保我国能够在这一新型的技术领域之中居于世界水平的前位等。除此之外，我国的具体规划之中也针对物联网的发展目标做出了相应的具体说明，未来五年之内，期望取得明显的具体成果，将物联网的发展格局作为发展规划之中一项阶段性的目标成果。

3.3　物联网技术的研究与应用

　　1999年，由美国麻省理工学院成立的Auto-ID研究中心，通过研发射频识别技术，卓有成效的为全世界的各个国家以及较大的公司铺开了一条科技化的道路，纷纷开发相关的射频识别标准，辅以对巨大的网络技术的应用，一起努力着建设全球性质的物联网技术。物联网包括着读写器、EPC信息服务、电子标签、物理标识语言等多种软件硬件组件，庞大的系统下必定是非常复杂的程序，综合着各种各样的技术领域，譬如计算机软件、网络、射频识别以及硬件等，总而言之，庞大的物联网在全球范围内的科学正常运作自然少不了一套完整科学的运行规范以及相关技术。

　　物联网以及机电一体化接口技术的推广，离不开制定出相匹配的规范标准进而进行计划的实施，针对这一形势，物联网技术在机电一体化接口技术中的研究与应用在各个国家都十分广泛。日本已经制定出了物联网国家的发展战略，强调首先要对物联网技术进行深入的研究，物联网的显著特点就是通过相关的射频技术，将许多物体由感知获取到各种类型的数据信息，从而进行信息的传送和转换。除此之外，还同时建立了机电接口技术的相关标准体系，并且实现了与ISO以及EPC giobal的接轨工作，还广泛的应用在技术产业联盟之中，即对NTT集团，索尼。日立、丰田汽车、日本铁道货物等100多家大型企业的具体内容进行物联网操纵，相关接口技术以感知为主要技术进行需要的数据信息收集；同时，建立了行业试点，从2003年的图书、服装、食品、家电等流通业到2004年的十多个应用的领域，不断深入，不断发展。加拿大的EPC global Canada当前也已经成立，运行着对于EPC接口技术的研究应用和不断的推广深入。

　　我国对于机电接口技术的应用与研究大体上是从空白开始的，当前已经掌握到的技术积累也是非常薄弱，但是我国针对这一方面的应用与研究一直处在一个不断发展的层面之上，不曾放松的继续研究，基本上是跟随着发达国家对这一方面的研究与应用，当前形势而言，我国物联网在机电接口技术中的应用与研究已经获得了一些初步成果，接口技术尚且处在大力宣传研究和深入推广的起步阶段之中。不言而喻，物联网在机电一体化接口技术中的研究与应用之中最为关键的技术就是射频识别技术，从而达到感知信息感知数据的作用，然后才能实现信息数据的转化和传送。在2004年1月，中国的物品编码中心获得了国际上对物品编码协会的唯一授权机会；之后，在同年4月22日，我国在北京成立了EPC global China，实现了对各种物品统一的管理、注册、编码和组织等，将物联网在我国机电接口技术的应用推上了一个新的高峰点。对于这一机构的成立而言，极大程度上保障了我国物联网在接口技术中的广泛应用以及整体有效的推进，全方位的实现了物联网标准化的管理以及最终实现统一和高度的一致。

4　结语

　　机电一体化系统可以说是机械系统不断跟随时代发展，同时融合各式各样的新技术新知识而衍生出来的实质性产物。不难发现，机械技术的发展是由机电一体化技术而决定的，机电一体化是复杂的，是包含多种学科的，这就要求在对其进行研究时，研究重点就是机械技术在各种各样技术基础之上的相互融合以及不断创新。物联网技术因其得天独厚的显著优势，其在于机电一体化接口技术中应用与研究的作用自然不言而喻，简而言之物联网的工作原理，即是把很多物体通过感知技术获取到相关的信息，继而进行传送，这完全满足了机电接口的主要工作要求，因而不难预测，物联网技术将在机电接口技术中发挥出巨大的作用。