物联网在机电一体化接口技术中的应用研究

杨建国

摘  要：在机电一体化系统中，接口技术是其中的核心内容。如何使接口技术不断进步，学科融合是重要途径之一。由于物联网技术能够覆盖大部分机电设备，所以借助物联网技术来推动机电一体化接口技术的发展是值得探究的。该文对机电一体化接口技术内涵和形式进行分析，结合对物联网技术作用形式和方法的研究，提出了物联网技术在机电一体化接口技术中的应用方法，以期提高整個机电系统的运行质量。

关键词：物联网;机电一体化;接口技术

中图分类号：TH-39                     文献标志码：A

0 引言

机电一体化技术是由机械技术、电子技术和计算机技术等技术有机结合起来的一门科学，各种技术彼此协同工作和集成，并向智能化方向发展。在机电一体化系统中，接口技术是其中的核心内容，是系统稳定和安全运行的关键。而物联网技术是将各类设备通过网络连接起来，并对输入的信息进行分析、整理和运算后，软件发出相应的指令控制负载动作，从而让整个系统可靠运行。由此可见，物联网技术是可以融合到机电一体化里的，特别是在机电一体化技术接口中的应用值得探究。

1 机电一体化接口技术的内涵和作用形式

1.1 一体化接口的功能

物联网与机电一体化之间的接口功能包括2个方面：一是提供各类数据传输的物理通道，这一功能较容易理解。只有在物理通道能够稳定运行的基础上，才可保证机电一体化系统中的各类数据有条不紊的传输。二是完成对数据流的安全性检测、资源调配等工作。在一体化接口的设计和运行中，目前的发展思路是减少接口数量，降低硬件的制造难度，通过其他方式完成对各类数据的分析和研究工作。当前的机电一体化技术中，已经开始大量应用无线网系统替代传统物联网中的有线网，为防止系统被破坏，要保证一体化接口具有安全检测功能，让整个系统高效稳定地运行。

1.2 一体化接口的构成

在机电一体化接口技术的开发与应用中，接口的构成包括硬件和软件。其中硬件设备的作用是建成数据的物理传输通道。软件系统主要是用于相关数据通道传输的信息分析等工作，同时根据分析结果，对设备发出控制指令。从整体上来看，软件系统的运行质量从根本上决定了整个接口的运行状态，当发现接口中的软件系统存在运行问题时，则系统的稳定性必然大幅下降，对机电一体化系统的发展和运行不利。

2 物联网在机电一体化接口技术中的应用方法

2.1 有线接口技术

在机电一体化接口技术的设计和应用中，网络系统中的有线接口技术经过多年研究和使用已较为成熟，且已经大量应用于实际的控制系统中。

对于有线接口技术，设计过程中要明确接口硬件设备的应用特点，从而让接口能够更好地运行。在具体的设计和操作中，首先要分析整个机电一体化系统中需要的接口数量，并在此基础上完成对整个系统的分析与完善工作，以提高整个系统的运行质量。并且在一些特殊环境中，接口的衔接强度还要满足相关要求。其次需要完成软件系统的配置，需要配置的软件包括数据流的分析、驱动软件和防火墙程序等。在系统的运行中，要求这类程序要发挥应有的作用，从而让机电一体化接口具备应有的数据传输和安全防护能力。

2.2 无线接口技术

在目前的机电一体化技术中也已经开始应用无线接口技术，系统的运行可靠性和运行质量较好。无线接口技术常用的有蓝牙、CDMA和LTE等技术。要注意的是，在无线接口技术的应用中，需要设置相应的安全防护软件，尤其是对于直接与工作人员或移动设备对接的网关设备，更要在系统中通过编写相关的安全防护程序，以提高接口的运行安全性。在具体的工作中，要结合物联网的各种技术来提高安全防护效果。

对于机电一体化系统中的局域网接口，要应用专用的移动设备完成对这个系统的控制。由于当前的移动设备都具有独一无二的IMEI码，在网关设备中设置的安全防护程序为自动识别设备的IMEI码，并与数据库中存储的安全设备号码比较，发现某设备的号码在数据库中时，允许该设备接入系统，发现某设备的IMEI码在数据库中无存档时，不但不允许该设备接入网络系统，并且要向系统的管理人员发出警报。

2.3 经典控制技术应用于接口技术中

经典控制理论的概念是将控制系统的运行方式分为信号的单输入和单输出体系。经典控制技术有多种类型，象PID控制技术、PLC控制技术，后者的应用频率较高。经典控制技术由于最终的作用对象为单个设备，不适宜和物联网技术相结合。所以当前解决的方法是通过单片机或者计算机，借助物联网技术，结合稳定的控制软件，来完成对网络资源的合理分配，并向控制中枢发送信息，以完成控制指令的制定和发送工作。

2.4 模糊控制技术应用于接口技术中

模糊控制技术基于模糊数学理论，通过模拟人的近似推理和综合决策过程，提高控制算法的可控性、合理性和适应性，是现代智能控制技术的一个重要分支。与传统的控制技术相比，应用模糊控制的系统鲁棒性更强，尤其适用于非线性、时变和滞后系统的控制。模糊控制技术的这些特性，使其特别适合某些机电设备的控制，象PLC、模糊PID和液压驱动系统等。

在具体的设计中，已经开始将模糊控制技术和物联网技术相结合，以此来提高系统的控制质量。将模糊控制技术应用于端口中，要完成对各类数据和线缆的合理接入和配置，尤其是对于反馈系统，更要防止测速设备等控制器出现误接和漏接等问题。实践证明，通过将模糊控制技术应用到某些机电设备的接口中，可以让整个系统更好地完成对相关数据的处理工作，系统运行更加稳定。

2.5 现代控制技术应用于接口技术中

现代控制技术是应用现代控制理论并结合计算机技术来进行系统设计。现代控制技术的核心特点为控制系统支持信号的多输入和多输出，由此开发出的技术类型包括神经网络系统等多种控制模式。而由于计算机技术和物联网技术密不可分，使现代控制技术和物联网技术结合起来，更易于实现对机电一体化设备的精确控制。针对这类技术，接口的最主要设计思想是提高端口的数据输送能力，尤其是对于一些中心控制端口来说，要能够同时完成大量数据的传输，而这正是物联网技术所擅长的。

由于信号的多输入和多输出特点，技术上多采用光纤信号传递信息。光纤线缆上存在的大量小型端口与光电转换设备连接，完成对输入信号的转换，输出过程中再次经过转换，由控制中枢完成对输入信号的处理，在此基础上发出相应的控制指令去控制机电设备。

3 结论

综上所述，在机电一体化接口技术中，接口的安全性、信息传递的可靠性等都直接影响系统的安全和稳定运行。而将物联网技术融入机电一体化接口技术中，二者构成的新系统更能发挥各自的优势，彼此协调，取长补短。接口技术的发展，亦使机电系统的信息传输能力、信息处理能力、接口的防攻击能力等都得到很大提高，使整个系统的运行更加稳定、安全和高效，机电设备的潜能也得以释放。相信随着物联网技术的不断发展，可以更好地促进机电一体化系统的接口设计和研究工作。

参考文献

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