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物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,,它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源,,兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用,但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素(所有的設(shè)備,、資源及通信等)都是個性化和私有化,。它具有:智能、*,、互聯(lián)的三個重要特征,。而中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟將物聯(lián)網(wǎng)的定義為當(dāng)下幾乎所有技術(shù)與計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,實現(xiàn)物體與物體之間:環(huán)境以及狀態(tài)信息實時的實時共享以及智能化的收集,、傳遞,、處理、執(zhí)行,。廣義上說,,當(dāng)下涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用,都可以納入物聯(lián)網(wǎng)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(nèi)部活性物質(zhì)再生,,把電能儲存為化學(xué)能,,需要放電時再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)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(jù)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(huán)境,。因此,。提高蓄電池的使用壽命應(yīng)當(dāng)被重視。 
  1 物聯(lián)網(wǎng) 
  1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念 
  物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things),,國內(nèi)外普遍*的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時zui早提出來的:即通過射頻識別(RFID)(RFID+互聯(lián)網(wǎng)),、紅外感應(yīng)器、定位系統(tǒng),、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,,按約定的協(xié)議,,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,,以實現(xiàn)智能化識別,、定位、跟蹤,、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),。簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,。另外,,物聯(lián)網(wǎng)還指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端設(shè)備(Devices)和設(shè)施(Facilities),包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端,、工業(yè)系統(tǒng),、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施,、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等,、和“外在使能”(Enabled)的,如貼上RFID的各種資產(chǎn)(Assets),、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”(Mote),,通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M)、應(yīng)用大集成(Grand Integration),、以及基于云計算的SaaS營運等模式,,在內(nèi)網(wǎng)(Intranet)、專網(wǎng)(Extranet),、和/或互聯(lián)網(wǎng)(Internet)環(huán)境下,,采用適當(dāng)?shù)男畔踩U蠙C制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測,、定位追溯,、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮,、預(yù)案管理,、遠(yuǎn)程控制、安全防范,、遠(yuǎn)程維保,、在線升級、統(tǒng)計報表,、決策支持,、桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務(wù)功能,實現(xiàn)對“萬物”的“高效,、節(jié)能,、安全、環(huán)保”的“管,、控,、營”一體化。 
  1.2 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù) 
  物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)主要有三種: 
  1.2.1 傳感器技術(shù) 
  這也是計算機應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù),。大家都知道,,到目前為止絕大部分計算機處理的都是數(shù)字信號。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號計算機才能處理,。 
  1.2.2 RFID標(biāo)簽也是一種傳感器技術(shù) 
  RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù),,RFID在自動識別,、物品物流管理有著廣闊的應(yīng)用前景。 
  1.2.3 嵌入式系統(tǒng)技術(shù) 
  是綜合了計算機軟硬件,、傳感器技術(shù),、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù),。經(jīng)過幾十年的演變,,以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見;小到人們身邊的MP3,,大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng),。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活,推動著工業(yè)生產(chǎn)以及國防工業(yè)的發(fā)展,。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個簡單比喻,,傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子,、皮膚等感官,,網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來傳遞信息,嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦,,在接收到信息后要進(jìn)行分類處理,。這個例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用 ,。 
  2 蓄電池 
  2.1 蓄電池的概念及修復(fù) 
  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(zhì)激活而繼續(xù)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(huán),,蓄電池在保持輸出一定的容量的情況下所能進(jìn)行的充放電循環(huán)次數(shù),,叫做蓄電池的使用壽命。蓄電池使用不當(dāng)或時間太長,,就會損壞,。電池修復(fù)是指通過物理或化學(xué)等手段對性能下降或失效的電池進(jìn)行維修的統(tǒng)稱,。通過修復(fù)能恢復(fù)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?fù)p壞原因 
  蓄電池中使用zui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(jié)構(gòu)部件主要為正極板(PbO2),、負(fù)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(jié)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(jīng)過多次充,、放電,,極板上將在硫酸鉛的溶解、重結(jié)晶作用下,,在電池正,、負(fù)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(jié)晶體,,這種現(xiàn)象稱為“不可逆硫酸鹽化”,,簡稱“硫化”。 在極板上由于重結(jié)晶作用形成了粗大的硫酸鉛結(jié)晶,,這種結(jié)晶導(dǎo)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(nèi)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(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)減少,致使電池?zé)o法達(dá)到設(shè)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓄電池智能修復(fù) 
  3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓄電池在線故障的檢測 
  蓄電池應(yīng)用主要難題包括蓄電池安全保護(hù),、故障診斷,、生命周期管理和防盜等。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與蓄電池保護(hù)技術(shù),,設(shè)計出一款蓄電池 RFID保護(hù)板,。保護(hù)板能夠監(jiān)測和記錄鋰電池工作時的電流、電壓,、溫度等參數(shù),,為鋰電池組提供實時的保護(hù),。另外,在需要的時候,,保護(hù)板能夠?qū)y量數(shù)據(jù)通過 ZigBee技術(shù)傳輸至監(jiān)管平臺,,為鋰電池的故障分析和維修提供決策依據(jù),從而實現(xiàn)鋰電池故障的在線測量和遠(yuǎn)程診斷,。保護(hù)板通過記錄鋰電池的出廠,、維修、 用戶ID等其他數(shù)據(jù),,同樣也能夠?qū)崿F(xiàn)鋰電池生命周期管理,、安全防盜等管理功能。 
  物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)可分為三層:感知層,、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,。其中,感知層由各種傳感器和傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成,,包括二氧化碳濃度傳感器,、溫度傳感器、RFID標(biāo)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(wǎng)絡(luò)層由各種局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng),、有線和無線通信網(wǎng),、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成,負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息,。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(包括人,、組織和其他系統(tǒng))的接口,它與行業(yè)需求結(jié)合,,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用,。 
  3.2 蓄電池物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)方案 
  目前蓄電池生產(chǎn)數(shù)量大,實時處理,、計算和操作較為復(fù)雜等因素,,采用ZigBee協(xié)議的新一代蓄電池綜合管理系統(tǒng)RFID-LIBMS,運用的物聯(lián)網(wǎng)無線射頻識別RFID技術(shù)針對蓄電池的診斷,、修復(fù)等問題進(jìn)行系統(tǒng)管理,。ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)。它的數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站,。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的幾十米到幾百米,、幾公里,并且支持無限擴(kuò)展,。其特點是近距離,、低復(fù)雜度、自組織,、低功耗,、低數(shù)據(jù)速率、低成本,。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,,可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之,,ZigBee就是一種便宜的,、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。 
  無論蓄電池用于那個地方,,都應(yīng)有一個與之匹配的RFID電子標(biāo)簽,,該電子標(biāo)簽具有*的ID,通過該ID可以在電子信息數(shù)據(jù)庫中查詢該蓄電池的詳細(xì)信息,。這些數(shù)據(jù)是實施蓄電池修復(fù)和故障診斷的基礎(chǔ),。貼有RFID標(biāo)簽的蓄電池構(gòu)成了生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的基本節(jié)點,其在時空上的分布具有不確定性,,并且數(shù)以萬計,。為了獲取標(biāo)簽內(nèi)的信息,在特定站點處設(shè)置RFID閱讀器,,閱讀器可通過射頻識別技術(shù)讀寫標(biāo)簽中的信息,。RFID-LIBMS系統(tǒng)的zui上層是“監(jiān)管層”,實施蓄電池的集中監(jiān)控和管理,,閱讀器內(nèi)置4G通信接口,,可以向上接入移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)管層,閱讀器將蓄電池的信息,、地理信息,、時間信息及修復(fù)記錄等打包發(fā)送給遠(yuǎn)端的管理服務(wù)器。此外,,在蓄電池里安裝傳感器,,傳感器可以實時地感應(yīng)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(jìn)行修復(fù)或是回收,,這時,,就需要系統(tǒng)的維護(hù)功能和修復(fù)功能,,對蓄電池進(jìn)行電解液的黏度降低,使蓄電池的自損降到zui低,,延長蓄電池的使用壽命,。 
  4 總結(jié) 
  通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用,實現(xiàn)蓄電池壽命的延長,,減少蓄電池的丟棄,,減少對環(huán)境的污染,以達(dá)到節(jié)約能源的目的,。本項目的創(chuàng)新之處主要有以下幾點: 
 ?。?)創(chuàng)造性地將物聯(lián)網(wǎng)作為蓄電池的管理系統(tǒng),實現(xiàn)無線射頻網(wǎng),、4G網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用,。 
  (2)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)降低蓄電池的自損,,對蓄電池進(jìn)行修復(fù),。 
  (3)在蓄電池中安裝傳感器,。 
 ?。?)系統(tǒng)在保護(hù)蓄電池組正常運行的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)蓄電池組的在線監(jiān)控與故障遠(yuǎn)程診斷,。 
  5 展望 
  針對蓄電池的修復(fù)問題,,提出了一種基于RFID和ZigBee協(xié)議的解決方案。通過對蓄電池的保護(hù),,使一些可恢復(fù)故障得到實時的保護(hù)并進(jìn)行修復(fù),。對不可修復(fù)故障,通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺,,了解情況,,及時地進(jìn)行人工修復(fù)。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(xiàn)對環(huán)境保護(hù)有著重要意義,。希望通過以后的技術(shù),,改變RFID閱讀器不能*覆蓋的問題,并以本文為契機,,開展相應(yīng)的理論和實驗研究,,攻克其中的關(guān)鍵技術(shù)。 

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