項目一

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析【知識目標(biāo)】

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析的架構(gòu)。

掌握一維碼、二維碼、RFID通信方法。

掌握PLC對一維碼、二維碼、RFID芯片內(nèi)容的讀寫方法?！灸芰δ繕?biāo)】

能應(yīng)用掃碼器，進(jìn)行一維碼數(shù)據(jù)的讀取解析。

能應(yīng)用機(jī)器視覺，進(jìn)行二維碼數(shù)據(jù)的讀取解析。

能應(yīng)用RFID讀寫器，進(jìn)行RFID數(shù)據(jù)的讀寫解析?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】

培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。

培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的學(xué)習(xí)態(tài)度。

培養(yǎng)學(xué)生程序編寫的創(chuàng)新意識。任務(wù)1.1一維碼數(shù)據(jù)采集及工業(yè)數(shù)據(jù)采集認(rèn)知本任務(wù)需應(yīng)用工業(yè)數(shù)據(jù)采集中常用的一維碼為載體進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)采集，并解析工業(yè)數(shù)據(jù)采集的意義及體系架構(gòu)，通過硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置完成通訊，采集瓶體一維碼數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行生產(chǎn)信息記錄及分析。1.1.1任務(wù)要求1.任務(wù)要求隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，信息技術(shù)滲透到了工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，推動了以“智能化生產(chǎn)、個性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同和服務(wù)化延伸”為代表的新興智能制造模式的發(fā)展，其核心是基于海量工業(yè)數(shù)據(jù)的全面感知。工業(yè)數(shù)據(jù)采集可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場各種工業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和整理，為企業(yè)的MES、ERP等信息系統(tǒng)提供大量工業(yè)數(shù)據(jù)，通過對積累沉淀的工業(yè)大數(shù)據(jù)的深入挖掘，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化和智能化決策。1.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的意義1.1.2知識準(zhǔn)備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)業(yè)研究報告》定義了工業(yè)數(shù)據(jù)采集是利用泛在感知技術(shù)對多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)、運(yùn)營環(huán)境、人等要素信息進(jìn)行實(shí)時高效采集和云端匯聚。工業(yè)數(shù)據(jù)采集對應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系架構(gòu)中的邊緣層，是數(shù)據(jù)的第一入口，信息可能來自加裝的物理傳感器，也可能來自裝備與系統(tǒng)本身。由于信息來源非常多樣，因此如何從這些設(shè)備和系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨的第一道門檻。工業(yè)數(shù)據(jù)采集就是通過各類通信手段接入不同設(shè)備、系統(tǒng)和產(chǎn)品，采集大范圍、深層次的工業(yè)數(shù)據(jù)，以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。只有采集足夠的工業(yè)數(shù)據(jù)，才能基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、監(jiān)控、智能決策等，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，因此，工業(yè)數(shù)據(jù)采集是智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和先決條件，是工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)透明工廠、智能工廠的基礎(chǔ)。1.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的意義1.1.2知識準(zhǔn)備1.1.2知識準(zhǔn)備(1)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集主要通過現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)等工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對工廠內(nèi)設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)采集，可分為三類：對傳感器、變送器、采集器等專用采集設(shè)備的數(shù)據(jù)采集；對PLC、RTU、嵌入式系統(tǒng)、IPC等通用控制設(shè)備的數(shù)據(jù)采集；對機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、AGV等專用智能設(shè)備/裝備的數(shù)據(jù)采集。主要基于智能裝備本身或加裝傳感器兩種方式采集生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括設(shè)備（如機(jī)床、機(jī)器人）數(shù)據(jù)、產(chǎn)品（如原材料、在制品、成品）數(shù)據(jù)、過程（如工藝、質(zhì)量等）數(shù)據(jù)、環(huán)境（如溫度、濕度等）數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)（現(xiàn)場工人操作數(shù)據(jù)，如單次操作時間）等數(shù)據(jù)。主要用于工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)過程的可視化和持續(xù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)智能化的決策與控制。2.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的范圍1.1.2知識準(zhǔn)備2.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的范圍1.1.2知識準(zhǔn)備(2)工廠外智能產(chǎn)品/裝備的數(shù)據(jù)采集

主要通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（3G/4G、NB-IoT等）實(shí)現(xiàn)對工廠外智能產(chǎn)品/裝備的遠(yuǎn)程接入（通過DTU、數(shù)采網(wǎng)關(guān)等）和數(shù)據(jù)采集。主要采集智能產(chǎn)品/裝備運(yùn)行時關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)，包括但不限于如工作電流、電壓、功耗、電池電量、內(nèi)部資源消耗、通信狀態(tài)、通信流量等數(shù)據(jù)。主要用于實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品/裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、健康狀態(tài)監(jiān)測和遠(yuǎn)程維護(hù)等應(yīng)用。(3)對EPR、MES等應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

主要由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過接口和系統(tǒng)集成方式實(shí)現(xiàn)對SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）、DCS（分散控制系統(tǒng)）、MES、ERP等應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。2.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的范圍1.1.2知識準(zhǔn)備工業(yè)數(shù)據(jù)采集體系架構(gòu)包括設(shè)備接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣數(shù)據(jù)處理三層，向下接入設(shè)備或智能產(chǎn)品，向上與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺/工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)對接，如下圖所示：

3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集體系架構(gòu)1.1.2知識準(zhǔn)備設(shè)備接入：通過工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)總線、3G/4G、NB-IoT等各類有線和無線通信技術(shù)，接入各種工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備、智能產(chǎn)品/裝備，采集工業(yè)數(shù)據(jù)。協(xié)議轉(zhuǎn)換：一方面運(yùn)用協(xié)議解析與轉(zhuǎn)換、中間件等技術(shù)兼容Modbus、CAN、Profinet等各類工業(yè)通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一。另一方面利用HTTP、MQTT等方式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)應(yīng)用分析系統(tǒng)或數(shù)據(jù)匯聚平臺。

邊緣數(shù)據(jù)處理：基于高性能計算、實(shí)時操作系統(tǒng)、邊緣分析算法等技術(shù)支撐，在靠近設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲以及智能分析應(yīng)用，提升操作響應(yīng)靈敏度、消除網(wǎng)絡(luò)堵塞，并與云端數(shù)據(jù)分析形成協(xié)同。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集體系架構(gòu)1.1.2知識準(zhǔn)備(1)連接性(2)數(shù)據(jù)第一入口(3)數(shù)據(jù)量大(4)實(shí)時性(5)融合性(6)多種工業(yè)協(xié)議并存4.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)1.1.2知識準(zhǔn)備一維碼是一種由黑白相間的條紋組成的圖案，其中黑色部分稱為“條”白色的稱為“空”。條和空分別用來代表1和0，從而不同粗細(xì)條紋間的相互組合，便代表了不同的編碼信息。利用二進(jìn)位的編碼，可以表示數(shù)字，字符和符號信息。世界上約有225種以上的一維條碼，每種一維條碼都有自己的一套編碼規(guī)格，規(guī)定每個字母(可能是文字或數(shù)字或文數(shù)字)是由幾個線條及幾個空白組成，以及字母的排列。一般較流行一維條碼有39碼、EAN碼、UPC碼、128碼，以及專門用于書刊管理的ISBN、ISSN等。5.一維碼數(shù)據(jù)采集原理1.1.2知識準(zhǔn)備條形碼需要使用專門儀器進(jìn)行識別，即掃碼器，條形碼中條和空對相同光線的反射率不同，各自的反射光強(qiáng)度也不一樣。條形碼掃描槍利用該原理，通過光學(xué)傳感器檢測來自不同發(fā)射區(qū)的不同反射光，對條形碼進(jìn)行識別。條形碼標(biāo)簽可以用普通紙打印，也可以使用專門的標(biāo)簽紙打印。自動供料單元的料盒供料平臺，應(yīng)用了掃碼器掃描一維碼，使當(dāng)前料盒與當(dāng)前生產(chǎn)訂單建立關(guān)聯(lián)，便于后期生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理，智能分揀和智能倉儲單元也應(yīng)用了掃碼器進(jìn)行瓶體一維碼掃描，以便獲取相關(guān)生產(chǎn)信息。5.一維碼數(shù)據(jù)采集原理1.1.3任務(wù)實(shí)施（1）硬件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1掃碼器SCANHOME1二維碼/條碼2PLCS712001214CDC/DC/DC1

3交換機(jī)8口交換機(jī)1配套網(wǎng)線（2）軟件準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1博途V1612掃碼器軟件

IOTService11.1.3任務(wù)實(shí)施（1）掃碼器參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝通過掃碼器參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)掃碼器側(cè)TCP_IP通信客戶端建立，及掃碼功能配置；具體操作步驟如下：第一步，將網(wǎng)絡(luò)適配器設(shè)置為自動獲取IP；若不是新產(chǎn)品可通過二維碼恢復(fù)出廠設(shè)置。。1.1.3任務(wù)實(shí)施（1）掃碼器參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第二步，打開掃碼器配置軟件，與掃碼器建立連接。1.1.3任務(wù)實(shí)施（1）掃碼器參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第三步，打開設(shè)備連接，進(jìn)入?yún)?shù)編輯界面配置設(shè)備參數(shù)。各參數(shù)設(shè)置完成后點(diǎn)擊確認(rèn)，然后重啟掃碼器。1.1.3任務(wù)實(shí)施（1）掃碼器參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第四步，將網(wǎng)絡(luò)適配器IP地址更改為固定且與剛設(shè)置掃碼器同一網(wǎng)段。更改完成后，重新進(jìn)入掃碼器軟件，查看是否能成功建立連接；否則重新設(shè)置掃碼器參數(shù)。1.1.3任務(wù)實(shí)施（1）掃碼器參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第五步，通過說明書提供二維碼，讓掃碼器依次掃取各二維碼完成掃碼器設(shè)置。1.1.3任務(wù)實(shí)施（2）掃碼器與PLC通信2.系統(tǒng)安裝掃碼器與PLC建立TCP_IP的通信連接，掃碼器為客戶端；至此在PLC建立服務(wù)器，接受掃碼器數(shù)據(jù)；具體操作步驟如下：第一步，通信塊調(diào)用。1.1.3任務(wù)實(shí)施（2）掃碼器與PLC通信2.系統(tǒng)安裝第二步，通信塊參數(shù)配置。?EN_R：啟用接收功能?CONT：0時，斷開通信連接；1時，建立通信連接并在接收數(shù)據(jù)后保持該連接；?ADHOC：0時，未使用TCP協(xié)議；1時，使用TCP協(xié)議；?CONNECT：連接描述的指針；?DATA：接收區(qū)的指針；1.1.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)調(diào)試（1）在線監(jiān)控數(shù)據(jù)1.1.3任務(wù)實(shí)施4.驗(yàn)收優(yōu)化該任務(wù)為PLC與掃碼器通信建立，通信連接參數(shù)的設(shè)置，必需與掃碼器前面配置參數(shù)保持一致否則無法正常通信。通信塊調(diào)用后，在未設(shè)置任何參數(shù)的情況下，可以通過組態(tài)界面完成通信各參數(shù)的配置，并能正確讀取一維碼數(shù)據(jù)。1.1.4

拓展任務(wù)掃碼器掃描一維碼后的數(shù)據(jù)為string類型，可拓展將string類型提取后5位并轉(zhuǎn)化為數(shù)字進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算及條件判斷。1.1.5課后習(xí)題1.判斷題1）一維碼是一種由黑白相間的條紋組成的圖案，其中黑色部分稱為“條”白色的稱為“空”。（√）2）條形碼中條和空對相同光線的反射率不同，各自的反射光強(qiáng)度也不一樣，掃碼器就是根據(jù)這一原理進(jìn)行一維碼識別的。（√）2.填空題1）工業(yè)數(shù)據(jù)采集的范圍分為、及。2）工業(yè)數(shù)據(jù)采集體系架構(gòu)包括、、

三層。3.簡答題1）簡述工業(yè)數(shù)據(jù)采集的意義。2）說明工業(yè)數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)。3）任務(wù)實(shí)施過程中的問題及解決方案。謝

謝

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析【知識目標(biāo)】

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析的架構(gòu)。

掌握一維碼、二維碼、RFID通信方法。

掌握PLC對一維碼、二維碼、RFID芯片內(nèi)容的讀寫方法?！灸芰δ繕?biāo)】

能應(yīng)用掃碼器，進(jìn)行一維碼數(shù)據(jù)的讀取解析。

能應(yīng)用機(jī)器視覺，進(jìn)行二維碼數(shù)據(jù)的讀取解析。

能應(yīng)用RFID讀寫器，進(jìn)行RFID數(shù)據(jù)的讀寫解析。【素質(zhì)目標(biāo)】

培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。

培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的學(xué)習(xí)態(tài)度。

培養(yǎng)學(xué)生程序編寫的創(chuàng)新意識。任務(wù)1.2二維碼數(shù)據(jù)采集及標(biāo)識解析架構(gòu)在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)識解析是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效管理和交互的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對工業(yè)對象的準(zhǔn)確標(biāo)識和高效解析變得至關(guān)重要，理解標(biāo)識解析有助于更好地理解工業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理。本任務(wù)需應(yīng)用工業(yè)數(shù)據(jù)采集中常用的二維碼為載體進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)采集，并解析標(biāo)識解析系統(tǒng)及應(yīng)用，通過硬件組態(tài)、視覺系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置完成通訊，采集二維碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合與管理。1.2.1任務(wù)要求1.任務(wù)要求標(biāo)識解析是指通過為工業(yè)對象賦予唯一的標(biāo)識，并建立相應(yīng)的解析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對這些標(biāo)識的快速、準(zhǔn)確解讀和定位，從而獲取與該對象相關(guān)的各種信息，實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地域的信息資源集成共享，可助力實(shí)現(xiàn)工業(yè)全要素、各環(huán)節(jié)信息互通共享，成為信息互通的關(guān)鍵樞紐。標(biāo)識解析系統(tǒng)包括標(biāo)識編碼和解析系統(tǒng)，通過“統(tǒng)一編碼”和“公共解析”，標(biāo)識解析平臺能助力構(gòu)建工業(yè)全要素、各環(huán)節(jié)信息互通共享的平臺，細(xì)化了解析顆粒度，豐富了解析內(nèi)容，在工業(yè)4.0時代，標(biāo)識解析能夠契合更多元的數(shù)據(jù)流動需求。1.標(biāo)識解析認(rèn)知1.2.2知識準(zhǔn)備標(biāo)識編碼是為了唯一地標(biāo)識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的各種對象而設(shè)計的一套規(guī)則和符號系統(tǒng)。它賦予每個對象一個特定的代碼，使得這些對象能夠在不同的系統(tǒng)和環(huán)節(jié)中被準(zhǔn)確地識別、定位和管理。1）標(biāo)識編碼特點(diǎn)編碼規(guī)則具有唯一性、可擴(kuò)展性、兼容性。唯一性是指每個被標(biāo)識的對象必須擁有一個獨(dú)一無二的編碼，不能與其他對象的編碼重復(fù)。這是確保標(biāo)識有效性的基礎(chǔ)，避免混淆和錯誤的發(fā)生。為了實(shí)現(xiàn)唯一性，編碼的生成通常會結(jié)合多種因素，如對象的類型、生產(chǎn)批次、序列號等，通過特定的算法來保證編碼的唯一性。2.標(biāo)識編碼1.2.2知識準(zhǔn)備1）標(biāo)識編碼特點(diǎn)可擴(kuò)展性是指隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和新對象的不斷出現(xiàn)，標(biāo)識編碼系統(tǒng)需要具備良好的可擴(kuò)展性。這意味著編碼規(guī)則應(yīng)該能夠適應(yīng)未來可能出現(xiàn)的新對象類型和業(yè)務(wù)需求?？蓴U(kuò)展性可以通過預(yù)留一定的編碼空間、采用分層結(jié)構(gòu)或動態(tài)編碼等方式來實(shí)現(xiàn)。兼容性是指標(biāo)識編碼應(yīng)盡可能與現(xiàn)有的國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范兼容，以便于不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和共享。兼容性可以減少系統(tǒng)集成的難度和成本，提高標(biāo)識的通用性和互操作性。2.標(biāo)識編碼1.2.2知識準(zhǔn)備2）標(biāo)識編碼應(yīng)用供應(yīng)鏈管理：在供應(yīng)鏈管理中，標(biāo)識編碼可以用于標(biāo)識貨物、運(yùn)輸工具和倉庫等對象，實(shí)現(xiàn)物流的全程跟蹤和管理。例如，通過貨物標(biāo)識，可以實(shí)時掌握貨物的位置和狀態(tài)，優(yōu)化物流配送路線；通過運(yùn)輸工具標(biāo)識，可以實(shí)現(xiàn)對運(yùn)輸過程的監(jiān)控和管理，提高運(yùn)輸效率和安全性。智能服務(wù)：在智能服務(wù)領(lǐng)域，標(biāo)識編碼可以用于標(biāo)識服務(wù)對象和服務(wù)資源，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的個性化定制和高效管理。例如，通過客戶標(biāo)識，可以為客戶提供個性化的服務(wù)推薦和定制化的解決方案；通過服務(wù)資源標(biāo)識，可以實(shí)現(xiàn)對服務(wù)資源的優(yōu)化配置和高效利用。2.標(biāo)識編碼1.2.2知識準(zhǔn)備1.2.2知識準(zhǔn)備標(biāo)識的類型包含產(chǎn)品標(biāo)識、設(shè)備標(biāo)識、零部件標(biāo)識。產(chǎn)品標(biāo)識：用于唯一標(biāo)識工業(yè)產(chǎn)品，可包含產(chǎn)品的型號、批次、序列號等信息。設(shè)備標(biāo)識：標(biāo)識工業(yè)生產(chǎn)中的各種設(shè)備，如機(jī)床、機(jī)器人等，以便進(jìn)行設(shè)備管理和監(jiān)控。零部件標(biāo)識：對產(chǎn)品的零部件進(jìn)行標(biāo)識，方便在生產(chǎn)、維修等環(huán)節(jié)進(jìn)行追溯和管理。本任務(wù)采用二維碼完成信息采集及解析。二維碼是在一維條形碼技術(shù)的基礎(chǔ)上衍生而來的，在水平和垂直方向的二維空間存儲信息，既記錄橫向信息也記錄縱向信息、也是按照“0”和“1”的比特群進(jìn)行設(shè)計的。二維條形碼技術(shù)已廣泛應(yīng)用在國防、公共安全、交通運(yùn)輸、醫(yī)療保健業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域，目前在支付領(lǐng)域應(yīng)用最多。3.標(biāo)識載體1.2.2知識準(zhǔn)備國內(nèi)外常見的二維條形碼包括PDF417、QR、DataMatix、MaxiCode等。從技術(shù)角度分類可以分為行排式二維條形碼和矩陣式二維條形碼兩種類型。行排式二維條形碼(又積式或?qū)优攀蕉S碼)的編碼原理是建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成兩行或務(wù)它在編碼設(shè)計、校驗(yàn)原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點(diǎn)，識讀設(shè)備和條碼刷與一維條形碼技術(shù)兼容。但由于行數(shù)的增加，需要對行進(jìn)行判定，其譯碼算法與軟件也與一維條碼不完全相同。有代表性的行排式二維條碼有PDF417、Code16K、Code49等。排式二維條形碼如圖1.2-1所示。3.標(biāo)識載體1.2.2知識準(zhǔn)備矩陣式二維條形碼，是平時最常見的二維條形碼，通過黑白(其他顏色也有)像素矩陣中不同的分布進(jìn)行編碼，在矩陣元素區(qū)出現(xiàn)的點(diǎn)(方、圓等形狀)表示二進(jìn)制的“1不出現(xiàn)則表示“0”，通過點(diǎn)排列確定其信息。矩陣式二維條形碼分為若干個小區(qū)域,每個區(qū)域有一定信息，角上有三個色塊，可以保證無論從哪個方向掃描都可正確定位信息,中色塊可以存放個性化圖標(biāo)。有代表性的矩陣式二維條形碼有MaxiCode、QR、DatMaAztec等，如圖1.2-2所示。3.標(biāo)識載體1.2.2知識準(zhǔn)備1）整體架構(gòu)需求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系核心包括標(biāo)識編碼、標(biāo)識注冊、解析系統(tǒng)、標(biāo)識數(shù)據(jù)服務(wù)及基于標(biāo)識的應(yīng)用五部分。為解決工業(yè)系統(tǒng)元素互聯(lián)的問題，建立物理實(shí)體間的通信，實(shí)現(xiàn)上層數(shù)據(jù)端到端流動，為深層次的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資源，需要從工業(yè)元素的信息采集網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、信息共享、安全保障、應(yīng)用等多個層面進(jìn)行描述，建立業(yè)務(wù)、功能、實(shí)施、安全等多角度的視圖，明確各參與方的角色定位、業(yè)務(wù)流程、服務(wù)能力、系統(tǒng)性能、安全保障能力等.4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備1）整體架構(gòu)需求當(dāng)前，全球存在多種標(biāo)識解析架構(gòu)，以EPCgloba架構(gòu)、OID架構(gòu)、DOA架構(gòu)等為主。其中，EPCglobal架構(gòu)由國際物品編碼組織(CS1)推進(jìn)，OID架構(gòu)由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)和國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)推進(jìn)，DOA架構(gòu)的主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)Handle由數(shù)字對象編碼規(guī)范機(jī)構(gòu)(DONA)基金會組織運(yùn)行。Handle系統(tǒng)采用扁平化的兩階段命名機(jī)制，設(shè)計自有的Handle解析系統(tǒng)和DoIP數(shù)據(jù)交換協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字對象標(biāo)識互操作。EPC和OID均采用層級化的編碼格式，設(shè)計基于DNS的對象名解析服務(wù)(ONS)和OID解析系統(tǒng)(ORS)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識對象全生命周期管理。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備2）編碼與存儲需求標(biāo)識編碼是用于唯一識別機(jī)器、產(chǎn)品等物理資源和算法、工字等虛擬資源的身份符號。標(biāo)識載體是用于承載標(biāo)識編碼的標(biāo)簽或存儲裝置。標(biāo)識編碼分為公有標(biāo)識和私有標(biāo)識。公有標(biāo)識適用于開環(huán)應(yīng)用，國內(nèi)外的主流公有標(biāo)識包括GS1、Handle、OID、Ecode等。其中，GS1主要用于產(chǎn)品與服務(wù)的貿(mào)易流通；Handle主要用于數(shù)字資產(chǎn)管理；OID主要用于網(wǎng)絡(luò)資源管理；Ecode主要用于標(biāo)識物聯(lián)網(wǎng)單個物品。私有標(biāo)識適用于閉環(huán)應(yīng)用，如追溯碼、防偽碼、營銷碼、企業(yè)內(nèi)部標(biāo)識等。標(biāo)識載體當(dāng)前以一維碼、二維碼、RFID和NFC應(yīng)用為主，在智能家居、智慧交通等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域逐步引入了UICC、通信模組等主動標(biāo)識載體。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備2）編碼與存儲需求目前，多標(biāo)識編碼體系之間的兼容性不足，難以實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)與共享，并且尚不能覆善制造業(yè)各個領(lǐng)域，需提出兼容多體系的適用于工業(yè)制造的編碼方案，實(shí)現(xiàn)標(biāo)識對象在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全局的唯一尋址及不同標(biāo)識之間的數(shù)據(jù)映射。同時，隨著工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不斷加深急需部署具備聯(lián)網(wǎng)通信能力的主動標(biāo)識載體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、設(shè)備的智能管理，應(yīng)規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識在主動標(biāo)識載體中的接口協(xié)議、存儲結(jié)構(gòu)和對接方式，進(jìn)一步梳理和明確其工業(yè)應(yīng)用場景，拓寬在行業(yè)和公共領(lǐng)域的應(yīng)用。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備3）采集與處理需求標(biāo)識數(shù)據(jù)采集與處理，是指基于采集設(shè)備感知和獲取對象標(biāo)識及其相關(guān)信息的過程，應(yīng)具備協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)過濾清洗、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、語義匹配等能力。一維碼技術(shù)可以識別商品的基本信息，如商品名稱、價格等。二維碼技術(shù)可表示各種多媒體信息及多種文字信息。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽。傳感器網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的多種信號的實(shí)時采集與檢測。近場通信(NFC)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全、低功耗的近距離數(shù)據(jù)傳輸。主動標(biāo)識載體技術(shù)能夠與運(yùn)營商的公共網(wǎng)絡(luò)能力相結(jié)合，主動發(fā)起與標(biāo)識相關(guān)的服務(wù)。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備3）采集與處理需求目前，基于一維碼、二維碼、電子標(biāo)簽等自動識別和采集已具備完善的技術(shù)體系，通用產(chǎn)品已形成規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用，其他被動采集設(shè)備的采集標(biāo)準(zhǔn)如傳感器網(wǎng)絡(luò)、非接觸識別卡及讀寫器等也已基本完備，需完善主動標(biāo)識載體的采集類標(biāo)準(zhǔn)，同時結(jié)合應(yīng)用需求建立多應(yīng)用場景下的采集類標(biāo)準(zhǔn)。對于處理類標(biāo)準(zhǔn)，如數(shù)據(jù)過濾、語義匹配等，當(dāng)前還缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)企業(yè)的具體采集與處理需求加快推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的立項、研制。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備4）

解析需求標(biāo)識解析是指根據(jù)標(biāo)識編碼查詢目標(biāo)對象網(wǎng)絡(luò)位置或者相關(guān)信息的過程。解析技術(shù)體系包括分層模型、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式、安全機(jī)制。標(biāo)識解析系統(tǒng)主要包括DNS、EPC的ONS、OID的ORS、Handle標(biāo)識解析系統(tǒng)和基干區(qū)塊鏈的分布式解析系統(tǒng)。其中，DNS、ONS和ORS均為樹形結(jié)構(gòu)，解析技術(shù)較為成熟Handle和區(qū)塊鏈為分布式架構(gòu)，具備更高的安全可靠性和更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)管理效率。當(dāng)前，國內(nèi)外面向?qū)嶓w對象的標(biāo)識解析服務(wù)主要依賴基于DNS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，但均存在單點(diǎn)故障、域名欺騙等問題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析需加強(qiáng)與5G、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的融合，構(gòu)建滿足復(fù)雜工業(yè)場景下“人、機(jī)、物”的全面互聯(lián)、平等共治、自主可控的融合型解析架構(gòu)，并制定相應(yīng)的通信協(xié)議、安全認(rèn)證等技術(shù)規(guī)范。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備5）

數(shù)據(jù)與交互需求數(shù)據(jù)與交互是指，通過對標(biāo)識數(shù)據(jù)過濾、去重、映射及對標(biāo)識服務(wù)數(shù)據(jù)建模和語義處理，解決標(biāo)識對象由于行業(yè)不同、垂直領(lǐng)域的用途不同造成的數(shù)據(jù)性質(zhì)各異和表達(dá)形式不同，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理、關(guān)聯(lián)、整合和描述，促進(jìn)跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地區(qū)和跨國家的標(biāo)識數(shù)據(jù)共享服務(wù)。國際上數(shù)據(jù)交互涵蓋細(xì)分領(lǐng)域數(shù)據(jù)字典的制定，以IEC、IEEE為主導(dǎo)，從工業(yè)生產(chǎn)面臨的具體問題出發(fā)，涉及電子電器、機(jī)械等工業(yè)數(shù)據(jù)字典的參數(shù)和數(shù)據(jù)庫指標(biāo)、開放系統(tǒng)互聯(lián)互通等標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)對于實(shí)現(xiàn)的接口細(xì)節(jié)一般不做詳細(xì)規(guī)定，具有分層、異構(gòu)、碎片化特征。國內(nèi)已有部分領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交互類標(biāo)準(zhǔn):在IT側(cè)，側(cè)重于對實(shí)體元數(shù)據(jù)建立接口級別的交互規(guī)范;在OT側(cè)，如運(yùn)輸、電力、儀表等行業(yè)，均建立了基于行業(yè)應(yīng)用的交互規(guī)范，如運(yùn)輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典、自動抄表數(shù)據(jù)交互協(xié)議、變電站數(shù)據(jù)交互規(guī)范等。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備5）

數(shù)據(jù)與交互需求與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比，由于工業(yè)應(yīng)用場景復(fù)雜多變，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增加了標(biāo)識數(shù)據(jù)交互的難度。難點(diǎn)主要在兩方面:一是智能設(shè)備、工業(yè)軟件、信息化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和操作系統(tǒng)不一致，需制定面向應(yīng)用的通用性互操作協(xié)議;二是制造業(yè)的不同行業(yè)、垂直領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)具有不同性質(zhì)、不同類型、不同表達(dá)形式，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致工業(yè)數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)信息共享和交互，需構(gòu)建標(biāo)識數(shù)據(jù)模型、建立面向工業(yè)對象的統(tǒng)一元數(shù)據(jù)規(guī)范。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備6）

設(shè)備與中間件需求設(shè)備與中間件，是指提供系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間數(shù)據(jù)傳輸、過濾、轉(zhuǎn)換等功能的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析服務(wù)設(shè)備，是解決數(shù)據(jù)交互、多源異構(gòu)標(biāo)識互通，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)部件之間的互通和資源共享的有效手段。目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與中間件標(biāo)準(zhǔn)主要針對信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，包括信息技術(shù)消息中間件、數(shù)據(jù)集成中間件、廣電網(wǎng)終端中間件、訪問控制中間件、傳感網(wǎng)絡(luò)中間件等領(lǐng)域。其中，功能及相關(guān)協(xié)議類的標(biāo)準(zhǔn)主要集中在DNS、IPv6域名服務(wù)器、域名系統(tǒng)遞歸服務(wù)器等領(lǐng)域，已相對較完善。中間件接口類標(biāo)準(zhǔn)相對缺失，主要集中在設(shè)備終端安全和域名服務(wù)系統(tǒng)安全擴(kuò)展方面。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備7）

異構(gòu)標(biāo)識互操作需求異構(gòu)標(biāo)識互操作，是實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)識系統(tǒng)編碼兼容和系統(tǒng)互聯(lián)互通的關(guān)鍵，通過對各個標(biāo)識體系間建立數(shù)據(jù)互認(rèn)、數(shù)據(jù)映射及交互協(xié)議等，能解決標(biāo)識體系之間由于數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等差異造成的體系不互通、不兼容問題。目前，已有的異構(gòu)標(biāo)識互操作標(biāo)準(zhǔn)以編碼兼容為主，但常見標(biāo)識解析體系的編碼規(guī)則差異較大，且應(yīng)當(dāng)按照場景和業(yè)務(wù)需求來設(shè)計合理的唯一標(biāo)識編碼。因此，提高多標(biāo)識體系間的互操作能力需從解析服務(wù)人手，建立將標(biāo)識映射到標(biāo)識、標(biāo)識映射到地址、標(biāo)識映射到數(shù)據(jù)的綜合性解析服務(wù)，加快制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，形成統(tǒng)一管理、異構(gòu)兼容的標(biāo)識解析節(jié)點(diǎn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)多標(biāo)識體系的互聯(lián)和互通。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備8）

應(yīng)用支撐需求目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式主要可以歸納為智能化生產(chǎn)、個性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸四類業(yè)務(wù)場景，標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)化在四類場景中均可發(fā)揮重要支撐作用。智能化生產(chǎn)是指，從單個機(jī)器到產(chǎn)線、車間乃至整個工廠進(jìn)行智能決策和動態(tài)優(yōu)化，從而顯著提升全流程生產(chǎn)效率、提高質(zhì)量、降低成本。從標(biāo)準(zhǔn)化角度看，在設(shè)備、配件、車間等各個環(huán)節(jié)，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定，按照統(tǒng)一的規(guī)范實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和集成，并開展大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，將生產(chǎn)要素的各環(huán)節(jié)通過統(tǒng)一的標(biāo)識、數(shù)據(jù)規(guī)范進(jìn)行串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)與管理。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備8）

應(yīng)用支撐需求個性化定制是指，基于互聯(lián)網(wǎng)獲取用戶個性化需求，通過靈活組織設(shè)計、制造資源和生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模定制。從標(biāo)準(zhǔn)化角度看，依托物料編碼標(biāo)準(zhǔn)、平臺接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)，將用戶需求直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)排單，開展以用戶為中心的個性定制與按需生產(chǎn)，有效滿足市場多樣化需求，解決制造業(yè)長期存在的庫存和產(chǎn)能問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷動態(tài)平衡。網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同是指，形成眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、垂直電商等一系列新模式，大幅隆低新產(chǎn)品開發(fā)制造成本，縮短產(chǎn)品上市周期。借助標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)化，建立協(xié)同過程中的數(shù)據(jù)規(guī)范、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，加速從單打獨(dú)斗向產(chǎn)業(yè)協(xié)同轉(zhuǎn)變，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整體競爭力提升，有效促進(jìn)集團(tuán)生產(chǎn)能力優(yōu)化配置與生產(chǎn)效率的顯著提升。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備8）

應(yīng)用支撐需求服務(wù)化延伸是指，通過對產(chǎn)品運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)測，提供遠(yuǎn)程維護(hù)、故障預(yù)測、性能優(yōu)化等一系列服務(wù)，并反饋優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，實(shí)現(xiàn)企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。借助標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，各參與方都可以有效利用大數(shù)據(jù)分析延展提供多樣化智能服務(wù)，優(yōu)化存量的同時帶動利潤增長。4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.2.2知識準(zhǔn)備1）設(shè)備數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控通過設(shè)備標(biāo)識，可以快速定位到特定設(shè)備，并采集其運(yùn)行狀態(tài)、性能參數(shù)等數(shù)據(jù)。同時，標(biāo)識解析還可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。2）產(chǎn)品質(zhì)量追溯在生產(chǎn)過程中，為每個產(chǎn)品賦予唯一標(biāo)識，并將生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)與標(biāo)識關(guān)聯(lián)。一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，可以通過標(biāo)識解析快速追溯到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，找出問題根源。3）供應(yīng)鏈管理在供應(yīng)鏈中，利用標(biāo)識解析可以實(shí)現(xiàn)對貨物的實(shí)時跟蹤和定位，提高物流效率。同時，還可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，優(yōu)化供應(yīng)鏈管理。5.標(biāo)識解析在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用1.2.3任務(wù)實(shí)施（1）硬件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1工業(yè)相機(jī)MV-CA032-10GC1二維碼/條碼2西門子PLCS712001214CDC/DC/DC1

3視覺加密狗VM-61001配套網(wǎng)線（2）軟件準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1博途V1612視覺軟件VisionMaster4.3.011.2.3任務(wù)實(shí)施（1）相機(jī)參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝打開MVS軟件，搜索以太網(wǎng)內(nèi)的相機(jī)，找到康耐視MV-CS032-10GC型號相機(jī)，進(jìn)行IP地址和網(wǎng)關(guān)設(shè)置。1.2.3任務(wù)實(shí)施（1）相機(jī)參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第二步，打開VisionMaster軟件，點(diǎn)擊“通用方案”進(jìn)入方案建設(shè)頁面1.2.3任務(wù)實(shí)施（1）相機(jī)參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第三步，完成相機(jī)配置。打開相機(jī)配置按鈕，添加設(shè)備列表，選擇“全局相機(jī)”，點(diǎn)擊“確定”。1.2.3任務(wù)實(shí)施（1）相機(jī)參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第四步，設(shè)置相機(jī)參數(shù)，類型選擇為“枚舉”，選擇相機(jī)為HikrobotMV-CS032-10GC。1.2.3任務(wù)實(shí)施（1）相機(jī)參數(shù)設(shè)置2.系統(tǒng)安裝第五步，將相機(jī)觸發(fā)源選為“SOFTWARE”，完成相機(jī)配置。1.2.3任務(wù)實(shí)施（2）建立VisionMaster項目2.系統(tǒng)安裝第一步，查找左側(cè)目錄，拖入圖像源、條碼識別、二維碼識別3個流程，并按圖示內(nèi)容完成連接。1.2.3任務(wù)實(shí)施（2）建立VisionMaster項目2.系統(tǒng)安裝第二步，雙擊圖象源進(jìn)行設(shè)置。?

圖像源選擇相機(jī)?

關(guān)聯(lián)相機(jī)選擇剛才建立的“0全局相機(jī)1”?

打開“輸出Mono8”1.2.3任務(wù)實(shí)施（2）建立VisionMaster項目2.系統(tǒng)安裝第三步，分別雙擊條碼識別和二維碼識別將輸入源改為“1圖像源1.灰度圖像”，點(diǎn)擊“確定”。1.2.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)調(diào)試（1）將一維條碼放置在相機(jī)識別范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)焦距使圖像清晰顯示，點(diǎn)擊如圖所示的項目運(yùn)行按鈕，可看到一維碼的識別結(jié)果。1.2.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)調(diào)試將二維條碼放置在相機(jī)識別范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)焦距使圖像清晰顯示，點(diǎn)擊如圖所示的項目運(yùn)行按鈕，可看到二維碼的識別結(jié)果。1.2.3任務(wù)實(shí)施4.驗(yàn)收優(yōu)化該任務(wù)為通過工業(yè)相機(jī)進(jìn)行一維碼、二維碼的數(shù)據(jù)采集及標(biāo)識解析，通過相機(jī)參數(shù)設(shè)置、VisionMaster項目建立及運(yùn)行可識別一維碼、二維碼所搭載數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。1.2.4

拓展任務(wù)本任務(wù)只進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及標(biāo)識解析，可進(jìn)一步完成數(shù)據(jù)通訊，將相機(jī)數(shù)據(jù)存入PLC中方便進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理，可識別簡單的一維碼數(shù)據(jù)存入INT數(shù)據(jù)類型后，通過設(shè)置相機(jī)通訊及項目編寫完成數(shù)據(jù)存儲。1.2.4

拓展任務(wù)（1）相機(jī)與PLC的通信第一步、添加通信設(shè)備西門子S7，并配置通信參數(shù)，目標(biāo)PLC的IP。1.2.4

拓展任務(wù)（1）相機(jī)與PLC的通信第二步，在PLC中添加相機(jī)通訊DB。注意：（1）PLC屬性需打開PUT/GET;（2）DB塊需取消優(yōu)化塊訪問；1.2.4

拓展任務(wù)（1）相機(jī)與PLC的通信第三步，在新建的通信設(shè)備中，參照PLC的DB塊地址添加通信通道；如建立的是int數(shù)據(jù)類型，則相機(jī)中數(shù)據(jù)類型選擇16bit，DB及偏移量與PLC中一致，字節(jié)長度為2，并勾選上“輪詢讀取”。1.2.4

拓展任務(wù)（1）相機(jī)與PLC的通信第四步，打開通訊設(shè)備，測試數(shù)據(jù)通訊正常。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目整體檢測方案：1、圖像源：圖像的采集2、顏色轉(zhuǎn)換：將彩色轉(zhuǎn)換為黑白圖像3、高精度匹配：識別具有模版特征的圖像4、發(fā)送數(shù)據(jù)：發(fā)送檢測結(jié)果1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第二步，完成顏色抽取組件的調(diào)用，并于圖像源連接；完成顏色轉(zhuǎn)換類型選擇，選擇“RGB轉(zhuǎn)灰度”，點(diǎn)擊“確定”。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第二步，完成顏色抽取組件的調(diào)用，并于圖像源連接；完成顏色轉(zhuǎn)換類型選擇，選擇“RGB轉(zhuǎn)灰度”，點(diǎn)擊“確定”。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第三步，高精度匹配組件應(yīng)用：調(diào)用“高精度匹配”組件；完成高精度匹配基本參數(shù)配置，繪制矩形形狀，框選要識別的區(qū)域；創(chuàng)建特征匹配模板，匹配鋼珠形狀；運(yùn)行參數(shù)中設(shè)置最大匹配個數(shù)，根據(jù)實(shí)際項目進(jìn)行選擇。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第三步，高精度匹配組件應(yīng)用：調(diào)用“高精度匹配”組件；完成高精度匹配基本參數(shù)配置，繪制矩形形狀，框選要識別的區(qū)域；創(chuàng)建特征匹配模板，匹配鋼珠形狀；運(yùn)行參數(shù)中設(shè)置最大匹配個數(shù)，根據(jù)實(shí)際項目進(jìn)行選擇。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第三步，高精度匹配組件應(yīng)用：調(diào)用“高精度匹配”組件；完成高精度匹配基本參數(shù)配置，繪制矩形形狀，框選要識別的區(qū)域；創(chuàng)建特征匹配模板，匹配鋼珠形狀；運(yùn)行參數(shù)中設(shè)置最大匹配個數(shù)，根據(jù)實(shí)際項目進(jìn)行選擇。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第三步，高精度匹配組件應(yīng)用：調(diào)用“高精度匹配”組件；完成高精度匹配基本參數(shù)配置，繪制矩形形狀，框選要識別的區(qū)域；創(chuàng)建特征匹配模板，匹配鋼珠形狀；運(yùn)行參數(shù)中設(shè)置最大匹配個數(shù)，根據(jù)實(shí)際項目進(jìn)行選擇。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第三步，高精度匹配組件應(yīng)用：調(diào)用“高精度匹配”組件；完成高精度匹配基本參數(shù)配置，繪制矩形形狀，框選要識別的區(qū)域；創(chuàng)建特征匹配模板，匹配鋼珠形狀；運(yùn)行參數(shù)中設(shè)置最大匹配個數(shù)，根據(jù)實(shí)際項目進(jìn)行選擇。1.2.4

拓展任務(wù)（2）鋼珠數(shù)量檢測項目第四步，添加發(fā)送數(shù)據(jù)組件，設(shè)置參數(shù)。選擇建立的通信設(shè)備-西門子S7，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與所要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，運(yùn)行項目測試數(shù)據(jù)發(fā)送情況。1.2.5課后習(xí)題1.判斷題1）編碼規(guī)則具有唯一性、可擴(kuò)展性、兼容性。（√）2）從技術(shù)角度分類可以分為行排式二維條形碼和矩陣式二維條形碼兩種類型。（√）2.填空題1）工業(yè)數(shù)據(jù)采集的范圍分為

、

及

。2）編碼規(guī)則應(yīng)該能夠適應(yīng)未來可能出現(xiàn)的新對象類型和業(yè)務(wù)需求，通過預(yù)留一定的編碼空間、采用分層結(jié)構(gòu)或動態(tài)編碼等方式來實(shí)現(xiàn)是指編碼應(yīng)具備

可擴(kuò)展性

。3.簡答題1）簡述標(biāo)識解析的意義。2）簡述標(biāo)識解析在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用。3）任務(wù)實(shí)施過程中的問題及解決方案。謝

謝

！項目一

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析【知識目標(biāo)】

掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析的架構(gòu)。

掌握一維碼、二維碼、RFID通信方法。

掌握PLC對一維碼、二維碼、RFID芯片內(nèi)容的讀寫方法。【能力目標(biāo)】

能應(yīng)用掃碼器，進(jìn)行一維碼數(shù)據(jù)的讀取解析。

能應(yīng)用機(jī)器視覺，進(jìn)行二維碼數(shù)據(jù)的讀取解析。

能應(yīng)用RFID讀寫器，進(jìn)行RFID數(shù)據(jù)的讀寫解析?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】

培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。

培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的學(xué)習(xí)態(tài)度。

培養(yǎng)學(xué)生程序編寫的創(chuàng)新意識。任務(wù)1.3RFID數(shù)據(jù)采集及標(biāo)識解析系統(tǒng)在當(dāng)今數(shù)字化的時代，企業(yè)通常使用多個不同的信息系統(tǒng)來管理生產(chǎn)、銷售、物流等各個環(huán)節(jié)，標(biāo)識解析系統(tǒng)為不同的系統(tǒng)間的通訊提供了統(tǒng)一的標(biāo)識和解析機(jī)制，使不同系統(tǒng)之間可以準(zhǔn)確地識別和交互數(shù)據(jù)。本任務(wù)需應(yīng)用RFID標(biāo)識載體進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，輔助完成產(chǎn)品的下單及生產(chǎn)信息跟蹤，通過硬件組態(tài)、通訊參數(shù)設(shè)置、程序編寫、下載調(diào)試完成數(shù)據(jù)采集及寫入，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理和及時追蹤。1.3.1任務(wù)要求1.任務(wù)要求解析系統(tǒng)架構(gòu)的整體架構(gòu)采用分層、分級模式構(gòu)建，面向各行業(yè)、各類工業(yè)企業(yè)提供標(biāo)識解析公共服務(wù)。如圖1.3-1所示，系統(tǒng)主要元素包括根節(jié)點(diǎn)、國家頂級節(jié)點(diǎn)、二級節(jié)點(diǎn)、企業(yè)節(jié)點(diǎn)、公共遞歸節(jié)點(diǎn)等。1.標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.3.2知識準(zhǔn)備1.3.2知識準(zhǔn)備其中，二級節(jié)點(diǎn)是指一個行業(yè)或區(qū)域內(nèi)部的標(biāo)識解析公共服務(wù)節(jié)點(diǎn)，能夠面向行業(yè)或區(qū)域提供標(biāo)識編碼注冊和標(biāo)識解析服務(wù)，以及完成相關(guān)的標(biāo)識業(yè)務(wù)管理、標(biāo)識應(yīng)用對接等。從戰(zhàn)略視角來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)是安全、穩(wěn)定、高效、可靠的國家級網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)標(biāo)識體系的互聯(lián)互通，支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開展資源定位和信息共享，具備備案、監(jiān)測、認(rèn)證等保障能力。從產(chǎn)業(yè)視角來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)能夠通過條碼、電子標(biāo)簽等載體采集數(shù)據(jù)，將標(biāo)識與信息、地址關(guān)聯(lián)，貫通數(shù)據(jù)鏈條。通過有效的權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的按需共享，支持?jǐn)?shù)據(jù)合理流轉(zhuǎn)，激發(fā)數(shù)據(jù)應(yīng)用。核心技術(shù)中，架構(gòu)層面涉及編碼與存儲、采集與處理，解析層面涉及數(shù)據(jù)與交互、設(shè)備與中間件、異構(gòu)互操作、應(yīng)用支撐等。1.標(biāo)識解析體系架構(gòu)1.3.2知識準(zhǔn)備部署概況根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系架構(gòu)中的部署架構(gòu)設(shè)計，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析國家頂級節(jié)點(diǎn)及接入國家頂級節(jié)點(diǎn)的眾多行業(yè)、地域性二級節(jié)點(diǎn)和企業(yè)節(jié)點(diǎn)，共同作為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系統(tǒng)一管理和穩(wěn)定運(yùn)行的頂層基礎(chǔ)設(shè)施，既能夠與國際上各種主要標(biāo)識解析體系根節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，也能夠面向各種行業(yè)應(yīng)用，形成完善、穩(wěn)定、廣泛覆蓋的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，提供各種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識的解析服務(wù)。目前已經(jīng)在北京上海、廣州、重慶和武漢這些區(qū)位中心城市建設(shè)了5個國家頂級節(jié)點(diǎn)，部署了國家頂級節(jié)點(diǎn)標(biāo)識注冊系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、標(biāo)識數(shù)據(jù)同步、系統(tǒng)標(biāo)識查詢系統(tǒng)等，建立了與其他異構(gòu)標(biāo)識解析體系互聯(lián)互通平臺，并提供基于國家頂級節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識解析監(jiān)測系統(tǒng)、標(biāo)識解析安全保障系統(tǒng)等公共能力，形成了4種核心系統(tǒng)、1大互通平臺、2種公共能力的國家頂級節(jié)點(diǎn)服務(wù)體系。2.系統(tǒng)部署1.3.2知識準(zhǔn)備硬件服務(wù)平臺承載了頂級節(jié)點(diǎn)服務(wù)平臺全生命周期的服務(wù)，各邏輯系統(tǒng)構(gòu)建于物理平臺的網(wǎng)絡(luò)和硬件設(shè)備之上，由硬件服務(wù)平臺確保系統(tǒng)之間物理上的獨(dú)立性和數(shù)據(jù)安全性。硬件服務(wù)平臺由5部分組成。①

主數(shù)據(jù)中心，用于支撐標(biāo)識數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)服務(wù)，提供頂級標(biāo)識全生命周期管理業(yè)務(wù)、行業(yè)二級節(jié)點(diǎn)托管業(yè)務(wù)，并提供一個試驗(yàn)床環(huán)境。②異地頂級節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心，是針對主數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵業(yè)務(wù)按照1：1的比例配置的，其服務(wù)部署與主數(shù)據(jù)中心相同。③

解析節(jié)點(diǎn)，提供標(biāo)識權(quán)威解析服務(wù)。解析節(jié)點(diǎn)計劃采用“1+5+2”的部署方式。其中，主節(jié)點(diǎn)1個位于主數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，是所有標(biāo)識數(shù)據(jù)更新的源頭;輔助解析節(jié)點(diǎn)7個，覆蓋中國電信、中國聯(lián)通等國內(nèi)主流運(yùn)營商。3.硬件服務(wù)平臺1.3.2知識準(zhǔn)備④監(jiān)測節(jié)點(diǎn)。在全球部署監(jiān)測平臺，負(fù)責(zé)基于全球服務(wù)平臺體系的實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集工作。該平臺的建設(shè)目標(biāo)是，根據(jù)標(biāo)識體系的特點(diǎn)建設(shè)一個國家級、多維度、分布式的綜合數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測分析平臺。其實(shí)現(xiàn)方式是，針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源(標(biāo)識、IP等)進(jìn)行服務(wù)監(jiān)控，并根據(jù)數(shù)據(jù)收集結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。未來整個監(jiān)測平臺計劃包括100個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，將覆蓋國內(nèi)各大基礎(chǔ)運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源安全保駕護(hù)航。⑤運(yùn)維中心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)部署和監(jiān)測運(yùn)維服務(wù)。國家頂級節(jié)點(diǎn)分布在北京、上海、重慶武漢及廣州5個城市，由建設(shè)在各個城市數(shù)據(jù)中心的5大節(jié)點(diǎn)組成5個頂級節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)到點(diǎn)長途專線連成環(huán)形拓?fù)洌哂嗟募軜?gòu)保證了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。頂級節(jié)點(diǎn)之間分為3種數(shù)據(jù)，即運(yùn)維數(shù)據(jù)、前臺數(shù)據(jù)及后臺數(shù)據(jù)。運(yùn)維中心通過開通點(diǎn)到點(diǎn)專線接入北京頂級節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫同步區(qū)，管理5個節(jié)點(diǎn)的所有設(shè)備，并通過二層隔離技術(shù)保證管理的安全性。前臺數(shù)據(jù)包括每個頂級節(jié)點(diǎn)注冊信息的上傳同步和解析信息的下載同步數(shù)據(jù);后臺數(shù)據(jù)是5個頂級節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫之間的相互備份和同步數(shù)據(jù)。3.硬件服務(wù)平臺1.3.2知識準(zhǔn)備從功能視角出發(fā)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)主要由標(biāo)識注冊、標(biāo)識解析、業(yè)務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理和安全保障5部分組成。①標(biāo)識注冊，主要是指針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識編碼的規(guī)劃、申請與分配、使用情況進(jìn)行反饋、生命周期管理、標(biāo)識有效性管理，以及標(biāo)識分配使用情況的信息收集和標(biāo)識關(guān)聯(lián)信息的收集等功能。②)標(biāo)識解析。二級節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識解析功能主要是為其分配的標(biāo)識提供公共解析服務(wù)。③業(yè)務(wù)管理，主要是指工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識注冊和標(biāo)識解析相關(guān)的用戶管理、財務(wù)管理審核等功能。④數(shù)據(jù)管理，是指二級節(jié)點(diǎn)對自身的標(biāo)識編碼元數(shù)據(jù)、標(biāo)識注冊信息、標(biāo)識分配信息標(biāo)識解析日志等數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的功能。⑤

安全保障，是指保障標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。安全保障建設(shè)主要內(nèi)容包括自身防護(hù)能力建設(shè)、安全能力建設(shè)、安全管理制度建設(shè)3個方面。4.功能體系建設(shè)1.3.2知識準(zhǔn)備基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，不僅包括供應(yīng)鏈協(xié)同管理、全生命周期管理、產(chǎn)品追溯等典型應(yīng)用，也可與智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式結(jié)合，通過對工業(yè)領(lǐng)域的人、機(jī)、物進(jìn)行唯一身份標(biāo)識和解析，可以實(shí)現(xiàn)信息采集、信息關(guān)聯(lián)、信息共享。(1)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺協(xié)同推進(jìn)(2)基于已有標(biāo)識應(yīng)用探索促進(jìn)規(guī)模化發(fā)展(3)挖掘需求創(chuàng)新標(biāo)識應(yīng)用5.應(yīng)用體系建設(shè)1.3.2知識準(zhǔn)備二級節(jié)點(diǎn)是標(biāo)識解析體系中直接服務(wù)企業(yè)的核心環(huán)節(jié)。作為國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的重要組成部分，還要為企業(yè)提供標(biāo)識注冊和標(biāo)識解析服務(wù)，二級節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持GS1、Handle、OID、Ecode等主要技術(shù)方案中的一種或多種。隨著標(biāo)識解析應(yīng)用的快速發(fā)展，二級節(jié)點(diǎn)作為滿足行業(yè)需求、擴(kuò)展標(biāo)識解析服務(wù)能力、服務(wù)范圍、服務(wù)深度的重要設(shè)施，成為構(gòu)建安全、穩(wěn)定、高效、可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系的重要基礎(chǔ)和支撐環(huán)節(jié)。二級節(jié)點(diǎn)是推動標(biāo)識應(yīng)用的重要抓手。二級節(jié)點(diǎn)直接面向行業(yè)企業(yè)提供服務(wù)，是標(biāo)識服務(wù)的窗口。從這個意義上講，二級節(jié)點(diǎn)的發(fā)展情況直接決定了標(biāo)識解析體系在應(yīng)用中的發(fā)展情況。首先，二級節(jié)點(diǎn)是構(gòu)建行業(yè)級標(biāo)識解析應(yīng)用的平臺，可以提供應(yīng)用支撐能力，在充分保證數(shù)據(jù)主權(quán)的前提下，可以促進(jìn)跨企業(yè)的信息共享和信息交易;其次，二級節(jié)點(diǎn)本身將產(chǎn)生大量有價值的數(shù)據(jù)，包括注冊信息、解析日志等，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘就可能衍生出很多新的應(yīng)用和模式。6.二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)1.3.2知識準(zhǔn)備RFID(RadioFrequencyIdentification)，射頻識別技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。RFID領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一個標(biāo)準(zhǔn)是EPC標(biāo)準(zhǔn)，它將RFID系統(tǒng)分成了四個層次，包括物理層、中間層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。物理層是整個系統(tǒng)的物理環(huán)境構(gòu)造，包括標(biāo)簽、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表等硬件設(shè)備。中間層是信息采集的中間件和應(yīng)用程序接口，負(fù)責(zé)對讀卡器所采集到的標(biāo)簽中的信息進(jìn)行簡單的預(yù)處理，然后將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層的數(shù)據(jù)接口。網(wǎng)絡(luò)層是系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系紐帶，各種信息在其上交互傳遞。應(yīng)用層則是EPC后端軟件及企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。7.RFID標(biāo)識解析1.3.2知識準(zhǔn)備RFID(RadioFrequencyIdentification)，射頻識別技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。RFID領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一個標(biāo)準(zhǔn)是EPC標(biāo)準(zhǔn)，它將RFID系統(tǒng)分成了四個層次，包括物理層、中間層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。物理層是整個系統(tǒng)的物理環(huán)境構(gòu)造，包括標(biāo)簽、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表等硬件設(shè)備。中間層是信息采集的中間件和應(yīng)用程序接口，負(fù)責(zé)對讀卡器所采集到的標(biāo)簽中的信息進(jìn)行簡單的預(yù)處理，然后將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層的數(shù)據(jù)接口。網(wǎng)絡(luò)層是系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系紐帶，各種信息在其上交互傳遞。應(yīng)用層則是EPC后端軟件及企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。7.RFID標(biāo)識解析1.3.2知識準(zhǔn)備通常我們所說的RFID產(chǎn)品處于物理層，其最基本的組成部分包括：1）射頻標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器等)射頻標(biāo)簽也可稱作射頻卡，它由耦合元件及芯片組成，含有物品唯一的標(biāo)識體系，包含著一系列的數(shù)據(jù)和信息，比如產(chǎn)地，日期代碼和其他關(guān)鍵的信息等，這些信息儲存在一個小的硅片中，利用閱讀器，可以及時方便的了解精確的信息。按照不同的方式，射頻標(biāo)簽有以下幾種分類。7.RFID標(biāo)識解析1.3.2知識準(zhǔn)備7.RFID標(biāo)識解析分類方式種類特點(diǎn)供電方式無源卡卡內(nèi)無電池，利用波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉(zhuǎn)化為直流電源為卡內(nèi)電路供電，作用距離短，壽命長，對工作環(huán)境要求不高。有源卡卡內(nèi)有電池提供電源，作用距離較遠(yuǎn)，壽命有限、體積較大、成本高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作。載波頻率和作用距離的區(qū)別低頻射頻卡（LF）主要有125KHz和134.2KHz兩種，常用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如門禁、貨物跟蹤等。高頻射頻卡（HF）主要有13.56MHz，用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)。超高頻射頻卡（UHF）主要為433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等，應(yīng)用于需要較長讀寫距離和高讀寫速度的場合，如火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)，以及供應(yīng)鏈管理。調(diào)制方式主動式主動式射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。被動式被動式射頻卡使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫器的載波來調(diào)制自己的信號。芯片只讀卡只讀，唯一且無法修改的標(biāo)識，價格低。讀寫卡可擦寫，可反復(fù)使用，價格高。CPU卡芯片內(nèi)部包含微處理器單元（CPU）、存儲單元、輸入/輸出接口單元，價格高。1.3.2知識準(zhǔn)備7.RFID標(biāo)識解析2）射頻閱讀器在RFID系統(tǒng)中，信號接收設(shè)備一般叫做閱讀器（或讀卡器）。閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。在RFID相關(guān)產(chǎn)品中，讀卡器的含金量是最高的，因?yàn)樗前雽?dǎo)體技術(shù)、射頻技術(shù)、高效解碼算法等多種技術(shù)的集合。3）射頻天線射頻天線主要用來在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID系統(tǒng)中包括兩類天線，一類是RFID標(biāo)簽上的天線，和RFID標(biāo)簽集成為一體；另一類是讀寫器天線，既可以內(nèi)置于讀寫器中，也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術(shù)來實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。1.3.2知識準(zhǔn)備7.RFID標(biāo)識解析RFID系統(tǒng)的基本工作原理：在工作時，RFID讀寫器通過天線持續(xù)發(fā)送出一定頻率的信號，當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入磁場時，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）；隨后讀寫器讀取信息并解碼后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理。1.3.2知識準(zhǔn)備8.標(biāo)識解析典型案例通過標(biāo)識解析體系，對自動化生產(chǎn)過程中的圖樣、設(shè)備、產(chǎn)品、配件進(jìn)行標(biāo)識，自動獲取項目圖樣、供應(yīng)商加工/運(yùn)輸/入庫、產(chǎn)線生產(chǎn)計劃、實(shí)時進(jìn)度過程參數(shù)等信息，實(shí)現(xiàn)更加高效、透明的產(chǎn)線實(shí)時監(jiān)控。某汽車企業(yè)在生產(chǎn)實(shí)時進(jìn)度管理方面，對汽車零部件等實(shí)物對象及流程、工藝算法等數(shù)字對象賦予標(biāo)識，并關(guān)聯(lián)汽車生產(chǎn)各工序環(huán)節(jié)，結(jié)合一鍵排產(chǎn)、批次/序列號管理、快速排定工藝生產(chǎn)等功能，實(shí)時監(jiān)控各工序節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)進(jìn)度。在采購供應(yīng)管理方面，通過標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)，該企業(yè)未來會將46家汽車主機(jī)廠、37家汽車零部件生產(chǎn)，以及13家電子生產(chǎn)企業(yè)作為企業(yè)節(jié)點(diǎn)接人標(biāo)識解析體系，為相關(guān)企業(yè)加工、運(yùn)輸、質(zhì)檢等數(shù)據(jù)對象賦予標(biāo)識，并與整車關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全鏈條監(jiān)控、全程管控、質(zhì)檢全程動態(tài)追蹤，保證過程透明化，提升供應(yīng)效率，降低采購及交付風(fēng)險。1.3.3任務(wù)實(shí)施（1）硬件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1RFID讀寫器DLRF-7075A1配套RFID芯片2PLCS712001214CDC/DC/DC1

3HMIKTP-7001

4交換機(jī)8口交換機(jī)1配套網(wǎng)線（2）軟件準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1博途V1611.3.3任務(wù)實(shí)施（1）RFID設(shè)備參數(shù)2.系統(tǒng)安裝設(shè)備狀態(tài)：ERR（錯誤代碼）01：數(shù)據(jù)格式錯誤；02：設(shè)備地址錯誤；03：讀取寄存器數(shù)量超出設(shè)置范圍；04：寫無效的寄存器；05：讀寫無效的數(shù)據(jù)寄存器區(qū)域；ID（設(shè)備地址）默認(rèn)設(shè)備地址為1；DATA（標(biāo)簽數(shù)據(jù)）實(shí)時顯示RFID標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)，僅前三項寄存器數(shù)據(jù)可顯示；UID（芯片編號）實(shí)時顯示當(dāng)前RFID標(biāo)簽的編號；IP（設(shè)備IP）以十六進(jìn)制顯示IP后兩個網(wǎng)段。1.3.3任務(wù)實(shí)施（1）RFID設(shè)備參數(shù)2.系統(tǒng)安裝RFID相關(guān)通信參數(shù)通信協(xié)議：MODBUSTCPIP地址：9（自動供料）/9（智能倉儲）端口號：502設(shè)備號：1標(biāo)簽開放區(qū)域：8個寄存器讀取起始寄存器地址：453249（16＃D000）寫入起始寄存器地址：457345（16＃E000）MODBUSTCP的通信協(xié)議中，分為客戶端（主站）與服務(wù)器（從站）；在該應(yīng)用場景中RFID為服務(wù)器，PLC只能以客戶端的形式存在，實(shí)現(xiàn)PLC與RFID間的數(shù)據(jù)交互。1.3.3任務(wù)實(shí)施（2）.PLC與RFID設(shè)備間通信2.系統(tǒng)安裝第一步，通信塊調(diào)用：在指令庫中找到MB_CLIENT通信塊，將該指令塊拖到程序中實(shí)現(xiàn)調(diào)用。1.3.3任務(wù)實(shí)施（2）.PLC與RFID設(shè)備間通信2.系統(tǒng)安裝第二步，通信塊參數(shù)配置REQ：當(dāng)讀取請求信號為TRUE時，發(fā)送通信請求；DISCONNECT：0時為建立通信連接，1時為斷開通信連接；MB_MODE：0時為讀取請求模式，1時為寫入請求模式；MB_DATA_ADDR：讀取或?qū)懭爰拇嫫鞯钠鹗嫉刂?；MB_DATA_LEN：讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)長度；1.3.3任務(wù)實(shí)施（2）.PLC與RFID設(shè)備間通信2.系統(tǒng)安裝第二步，通信塊參數(shù)配置MB_DATA_PTR：服務(wù)器接收的數(shù)據(jù)或待發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)所在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針；此處采用8個INT類型的數(shù)組；CONNECT：連接描述結(jié)構(gòu)的指針；此處采用TCON_IP_V4的系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型；DONE：該狀態(tài)為TRUE時作業(yè)成功完成，此處可不配置；BUSY：該狀態(tài)為TRUE時正在處理請求，此處可不配置；ERROR：該狀態(tài)為TRUE時出錯；此處可不配置；STATUS：通信狀態(tài)碼，7002待建立連接、7004成功建立連接、7005發(fā)送數(shù)據(jù)、7006接收數(shù)據(jù)；此處可不配置；1.3.3任務(wù)實(shí)施（2）.PLC與RFID設(shè)備間通信2.系統(tǒng)安裝第三步，連接參數(shù)配置（TCON_IP_V4）InterfaceId：本地接口的硬件標(biāo)識符；ID：指令“MB_CLIENT”的每個實(shí)例都必須使用唯一的ID；ConnectionType：連接類型,對于TCP，選擇11（十進(jìn)制）;ActiveEstablished：對于主動連接建立，應(yīng)選擇TRUE；RemoteAddress：服務(wù)器IP地址；RemotePort：遠(yuǎn)端連接伙伴的端口號；LocalPort：本地連接伙伴的端口號,

端口號：1至49151

任意端口：01.3.3任務(wù)實(shí)施（2）.PLC與RFID設(shè)備間通信2.系統(tǒng)安裝第五步，讀取與寫入塊參數(shù)配置讀取塊與寫入塊為同一通信連接，所有采用同一DB背景塊；讀取與寫入塊的請求信號、讀寫模式、寄存器起始地址、收發(fā)數(shù)據(jù)指針有所不同，需進(jìn)行修改；1.3.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)調(diào)試（1）將編寫完成的程序下載至PLC修改寫入數(shù)據(jù)，發(fā)送寫入請求，寫入數(shù)據(jù)被寫入到RFID芯片；發(fā)送讀取請求，RFID芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)被讀取上來，在讀取數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)驗(yàn)證是否與寫入數(shù)據(jù)一致；1.3.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)調(diào)試（2）編輯觸摸屏畫面，將PLC變量與HMI數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，完成后下載HMI界面；修改完寫入數(shù)據(jù)后，按下觸摸屏RFID寫入按鈕，即寫入數(shù)據(jù)被寫入到RFID芯片；按下觸摸屏RFID讀取按鈕，RFID芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)被讀取上來，在讀取數(shù)據(jù)內(nèi)展示數(shù)據(jù)。1.3.3任務(wù)實(shí)施4.驗(yàn)收優(yōu)化該案例的主要工作為PLC與RFID間的通信建立，即PLC的MB_CLEINT通信指令塊的使用，應(yīng)用時必需熟悉該通信塊每個引腳含義與功能，在此基礎(chǔ)上參照RFID設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置，其配置參數(shù)分為連接參數(shù)和功能參數(shù)兩類，連接參數(shù)為TCON_IP_V4中的IP地址、端口號等，功能參數(shù)為引腳上的請求信號、讀寫模式、寄存器地址等。1.3.4

拓展任務(wù)RFID標(biāo)識可讀取和寫入的數(shù)據(jù)可以為多個字節(jié)，也可兼容時間數(shù)據(jù)，應(yīng)用DTL數(shù)據(jù)格式及RFID芯片進(jìn)行實(shí)時時間的寫入及讀取。1.3.5課后習(xí)題1.判斷題1）二級節(jié)點(diǎn)是指一個行業(yè)或區(qū)域內(nèi)部的標(biāo)識解析公共服務(wù)節(jié)點(diǎn)。（√）2）在RFID系統(tǒng)中，信號接收設(shè)備一般叫做閱讀器（或讀卡器）。閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。（√）2.填空題1）RFID全稱為

。2）RFID的組成部分分為

、

、

。3.簡答題1）簡述二級節(jié)點(diǎn)建設(shè)的必要性。2）說明RFDI標(biāo)識解析的工作原理。3）任務(wù)實(shí)施過程中的問題及解決方案。謝

謝

！項目二生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集任務(wù)2.1智能IO數(shù)據(jù)采集針對自動供料單元、智能分揀單元、智能倉儲單元等工業(yè)生產(chǎn)過程中需采集的設(shè)備本地層的數(shù)據(jù)，應(yīng)用遠(yuǎn)程IO模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制。遠(yuǎn)程IO可以理解為PLC控制器的擴(kuò)展模塊，用于采集傳感器數(shù)據(jù)或控制設(shè)備工作。通過系統(tǒng)搭建、程序編寫、調(diào)試優(yōu)化，完成數(shù)據(jù)的采集與控制，并在控制系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時顯示。2.1.1任務(wù)要求1.任務(wù)要求（1）什么是數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集（DataAcquisition,DAQ）是指通過傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等手段，從外部環(huán)境或系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的數(shù)字信號，以供后續(xù)的分析、處理和應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中是實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控、故障診斷、生產(chǎn)優(yōu)化等功能的基礎(chǔ)。1.數(shù)據(jù)采集基本概念與意義2.1.2知識準(zhǔn)備1）模擬量模擬量是指可以在一個連續(xù)范圍內(nèi)取值的量，通常用連續(xù)的電壓或電流信號表示。典型的模擬量有溫度、壓力、流量等。模擬量信號的特點(diǎn)是連續(xù)性，即在一定范圍內(nèi)，信號可以取任意值。2）數(shù)字量數(shù)字量是指只能在有限的離散值（通常是二進(jìn)制的0和1）中取值的量。數(shù)字量信號的特點(diǎn)是離散性，即信號只能取預(yù)定義的有限幾個值。3）開關(guān)量開關(guān)量是一種特殊的數(shù)字量，它只有兩個狀態(tài)：開（ON）和關(guān)（OFF），對應(yīng)二進(jìn)制的1和0。開關(guān)量通常用于表示設(shè)備的工作狀態(tài)、限位開關(guān)、按鈕等簡單的控制信號。1.數(shù)據(jù)采集基本概念與意義2.1.2知識準(zhǔn)備（2）工業(yè)數(shù)據(jù)采集的意義工業(yè)數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)成為提升企業(yè)競爭力的重要手段。它不僅幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和智能化，還為企業(yè)提供了科學(xué)決策的基礎(chǔ)，推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的發(fā)展。通過不斷完善和應(yīng)用數(shù)據(jù)采集技術(shù)，企業(yè)可以在激烈的市場競爭中脫穎而出，實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。工業(yè)數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有極其重要的意義。以下是工業(yè)數(shù)據(jù)采集的主要意義：1.數(shù)據(jù)采集基本概念與意義2.1.2知識準(zhǔn)備2.1.2知識準(zhǔn)備（1）模擬量、數(shù)字量和開關(guān)量的區(qū)別與聯(lián)系1）區(qū)別：①模擬量是連續(xù)的，表示的是一個范圍內(nèi)的所有可能值；數(shù)字量和開關(guān)量是離散的，只能表示有限的幾個值。②開關(guān)量是數(shù)字量的一種特殊形式，只有兩個取值（開和關(guān)）。2）聯(lián)系：①模擬量可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以便計算機(jī)處理。②數(shù)字量和開關(guān)量都是以二進(jìn)制形式存在的，可以直接被計算機(jī)識別和處理。2.數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)2.1.2知識準(zhǔn)備（2）數(shù)據(jù)采集中的處理1）模擬量處理：①需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。②處理過程中需要考慮信號的放大、濾波和校準(zhǔn)。2）數(shù)字量處理：①可以直接輸入計算機(jī)或PLC進(jìn)行處理。②處理過程中需要考慮信號的防抖動和去噪。3）開關(guān)量處理：①通常用于控制和狀態(tài)監(jiān)控，處理相對簡單。②處理過程中需要考慮信號的可靠性和響應(yīng)速度。2.數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)2.1.2知識準(zhǔn)備常見的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方式有3種，分別是直接聯(lián)網(wǎng)通信、工業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)采集和遠(yuǎn)程IO模塊采集。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備（1）直接聯(lián)網(wǎng)通信直接聯(lián)網(wǎng)通信是指通過將工業(yè)設(shè)備（如傳感器、PLC、工業(yè)PC等）直接連接到企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)）中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和傳輸。1）特點(diǎn)實(shí)時性高：直接聯(lián)網(wǎng)通信可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸，適用于需要實(shí)時監(jiān)控和控制的場景。簡單快捷：無需額外的中間設(shè)備，連接簡單，配置方便。高帶寬：可以傳輸大量數(shù)據(jù)，適合高頻數(shù)據(jù)采集。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備2）應(yīng)用場景智能工廠：設(shè)備之間的實(shí)時通信和數(shù)據(jù)共享。自動化生產(chǎn)線：需要高實(shí)時性的數(shù)據(jù)傳輸和控制。遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)過程。3）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時性高、連接簡單、易于集成。缺點(diǎn)：對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求高，易受網(wǎng)絡(luò)故障影響，網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險較高。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備（2）工業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)采集工業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)是專門用于連接和傳輸工業(yè)數(shù)據(jù)的設(shè)備，它可以將不同協(xié)議、不同類型的工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、處理，并傳輸?shù)缴衔幌到y(tǒng)。1）特點(diǎn)多協(xié)議支持：支持多種工業(yè)協(xié)議（如Modbus、OPCUA、PROFINET等），實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)處理：具有邊緣計算能力，可以在本地處理數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)傳輸量，提高效率。安全性高：具備數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證等安全功能，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備2）應(yīng)用場景異構(gòu)設(shè)備集成：工廠中存在多種不同協(xié)議的設(shè)備，需要統(tǒng)一采集數(shù)據(jù)。邊緣計算：需要在數(shù)據(jù)源頭進(jìn)行預(yù)處理、過濾和分析。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：將工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)上傳至云平臺，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。3）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：支持多協(xié)議、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、安全性高。缺點(diǎn)：設(shè)備成本較高，配置和維護(hù)需要一定技術(shù)水平。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備（3）遠(yuǎn)程IO模塊采集遠(yuǎn)程IO模塊是一種分布式數(shù)據(jù)采集設(shè)備，通過總線（如Ethernet/IP、ModbusTCP）與主控制器或計算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。1）特點(diǎn)分布式采集：可以在大范圍內(nèi)分布安裝，適用于大面積、多點(diǎn)的監(jiān)控場景。模塊化設(shè)計：支持多種類型的輸入輸出（如模擬量、數(shù)字量），靈活配置。穩(wěn)定可靠：設(shè)計堅固，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)。2）應(yīng)用場景大范圍監(jiān)控：如大型工廠、倉庫、管道等需要多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的場所。環(huán)境監(jiān)測：需要在不同地點(diǎn)采集環(huán)境數(shù)據(jù)（如溫度、濕度、壓力等）。遠(yuǎn)程控制：實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的控制和監(jiān)測。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備3）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：分布式采集、模塊化設(shè)計、適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：需要布設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，初期投資較高，安裝和維護(hù)較復(fù)雜。3.工業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式2.1.2知識準(zhǔn)備遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)是一種用于工業(yè)自動化的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，采用分布式布局方式，通過網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程安裝的IO模塊與主控制器（如PLC、DCS或SCADA系統(tǒng)）連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和控制信號的傳輸。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備（1）組成部分1）遠(yuǎn)程IO模塊①輸入模塊模擬量輸入模塊：用于采集連續(xù)變化的信號，如溫度、壓力、流量等，通常通過傳感器將物理量轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號。數(shù)字量輸入模塊：用于采集離散信號，如開關(guān)狀態(tài)、按鈕狀態(tài)等，通常以二進(jìn)制形式表示。②輸出模塊模擬量輸出模塊：用于輸出連續(xù)變化的控制信號，如控制閥門的開度、電機(jī)的速度等。數(shù)字量輸出模塊：用于輸出離散的控制信號，如控制繼電器、開關(guān)等。組合模塊：有些模塊集成了輸入和輸出功能，便于特定應(yīng)用的需求。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備2）通信接口有線通信接口：如Ethernet/IP、ModbusTCP、PROFINET等，用于穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸，適合工業(yè)環(huán)境。無線通信接口：如Wi-Fi、Zigbee、LoRa等，用于遠(yuǎn)程和難以布線的場所，提供靈活的部署選項。3）主控制器通常是PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（分布式控制系統(tǒng)）或SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），負(fù)責(zé)集中管理、處理和分析采集到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。4）電源供應(yīng)提供穩(wěn)定的電源給遠(yuǎn)程IO模塊和通信接口，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電源通常采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的24VDC電源。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備（2）特點(diǎn)1）分布式布局遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)可以在廣泛的地理區(qū)域內(nèi)靈活分布，適用于大型工廠、倉庫、管道等需要多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的場景。2）模塊化設(shè)計系統(tǒng)由多個模塊組成，可以根據(jù)需求靈活配置不同類型和數(shù)量的IO模塊，支持多種信號類型（如模擬量、數(shù)字量）。3）高可靠性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)程IO模塊設(shè)計堅固，能夠適應(yīng)工業(yè)環(huán)境中的惡劣條件，具有良好的抗干擾能力和高可靠性。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備4）實(shí)時性系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集和傳輸數(shù)據(jù)，滿足工業(yè)過程的實(shí)時監(jiān)控和控制需求。5）易于維護(hù)模塊化設(shè)計使得系統(tǒng)維護(hù)和擴(kuò)展方便，出現(xiàn)故障時可以快速更換故障模塊，減少停機(jī)時間。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備（3）應(yīng)用場景1）大范圍監(jiān)控適用于需要在大范圍內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的場景，如大型工廠、倉庫、輸油管道、輸氣管道等。2）環(huán)境監(jiān)測在分布式環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程IO模塊用于采集各種環(huán)境參數(shù)（如溫度、濕度、壓力、氣體濃度等），實(shí)現(xiàn)環(huán)境狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。3）遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和控制，廣泛應(yīng)用于水處理廠、石油天然氣管道、輸配電系統(tǒng)等領(lǐng)域，通過遠(yuǎn)程IO模塊，可以控制閥門、泵、電機(jī)等設(shè)備。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備4）生產(chǎn)過程監(jiān)控在制造業(yè)生產(chǎn)線上，遠(yuǎn)程IO模塊用于采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)（如設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)等），實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時監(jiān)控和優(yōu)化。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備（4）優(yōu)缺點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)：靈活性高：遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)可以靈活分布在不同位置，適應(yīng)多點(diǎn)、多區(qū)域的數(shù)據(jù)采集和控制需求。高可靠性：系統(tǒng)設(shè)計堅固，能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。實(shí)時性好：系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集和傳輸，滿足工業(yè)過程的實(shí)時監(jiān)控和控制要求。易維護(hù)：模塊化設(shè)計使得系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展非常方便，減少了停機(jī)時間和維護(hù)成本。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.2知識準(zhǔn)備2）缺點(diǎn)：初期投資高：需要布設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，硬件成本較高，初期投資較大。安裝復(fù)雜：系統(tǒng)的安裝和調(diào)試需要專業(yè)的技術(shù)人員，系統(tǒng)集成相對復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)依賴：系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的依賴較高，網(wǎng)絡(luò)故障可能影響數(shù)據(jù)采集和控制的正常運(yùn)行。4.遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)概述2.1.3任務(wù)實(shí)施（1）硬件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備數(shù)量名稱型號數(shù)量備注1遠(yuǎn)程IOEX-11101GSD文件2PLCS712001

3交換機(jī)8口交換機(jī)1配套網(wǎng)線（2）軟件準(zhǔn)備序號名稱型號數(shù)量備注1博途V1612.1.3任務(wù)實(shí)施（1）遠(yuǎn)程IO模塊GSD文件管理2.系統(tǒng)安裝遠(yuǎn)程IO的GSD文件導(dǎo)入至博途軟件中①打開任意博途項目，選擇GSD文件管理。2.1.3任務(wù)實(shí)施（1）遠(yuǎn)程IO模塊GSD文件管理2.系統(tǒng)安裝②安裝遠(yuǎn)程IO模塊的GSD文件。2.1.3任務(wù)實(shí)施（2）遠(yuǎn)程IO模塊組態(tài)與參數(shù)配置2.系統(tǒng)安裝①遠(yuǎn)程IO模塊的硬件組態(tài)，將硬件EX-1110從硬件目錄中添加到網(wǎng)絡(luò)視圖中，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連線。2.1.3任務(wù)實(shí)施（2）協(xié)