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电力工业互联网论文

发布时间:2024-07-05 05:40:27

电力工业互联网论文

互联网(Internet),又称网际网路,或因特网、英特网,是网络与网络之间所串连成的庞大网络,下面是由我整理的互联网技术论文2000字,谢谢你的阅读。

嵌入式Internet互联网技术分析

【摘要】基于引入嵌入式系统和嵌入式网络的基本概念,全面分析嵌入式Internet技术的基本原理和实现,最后分析了嵌入式系统的具体方案和应用领域访问互联网。

【关键词】嵌入式;互联网技术

1.前言

网络技术 的飞速发展,尤其以互联网为代表。互联网是一个突破过去与电脑网络节点的概念,连接,网络正逐渐成为各种测量仪器,现场仪器和家用电器设计发展方向。根据预测的权威,在未来十年,所有与网络访问功能的产品的数量将超过PC,我们将进入所谓的“个人电脑”的时代。互联网技术的发展,促进了嵌入式网络设备和产品的市场需求,使设备和产品连接到互联网成为趋势。

2.嵌入式Intrnet简介

嵌入式Internet技术是互联网发展历史里程碑,它是基于互联网技术的发展,网络技术和嵌入式技术。在嵌入式系统的应用领域,基于互联网技术,嵌入式系统与互联网相互连接在一起,实现嵌入式系统和互联网之间的资源共享、信息交流和控制功能,连接和使用被称为嵌入式系统和互联网之间的嵌入式Internet。互联网的主要优势是,它可以嵌入网络从设备的角度来看,嵌入式网络设备,称为嵌入式网络设备(EID),以这种方式来促进设备的操作,简化了远程控制。嵌入式Internet使用最常见的以太网硬件连接,使用全球TCP/IP协议以取代那些不统一的传输协议。因此,嵌入式系统的基础和网络连接。此外,嵌入式浏览器作为嵌入式系统网络将与用户界面交互,作为一个通用的浏览器软件,浏览器实现统一的人机界面。

3.选择合适的嵌入式Internet技术解决方案的综合分析

网络可以连接 方法 与以太网或电话线和其他媒体。在大多数工作场所配备以太网,电子设备通过一个中心可以插入。在家里,还有一个电源线和电话线可以用作载体。如果它连接局域网,只需要设置好设备的IP地址。如果您使用的是电话线,可以使用电话用户ID。现在嵌入式电子设备访问连接,几乎没有问题。因此嵌入式Internet技术的关键问题是如何实现TCP/IP通信协议互联网广泛应用于单片机。TCP/IP协议是基于数据链路层,网络层,传输层和应用程序层协议,根据其内容和应用程序可分为实时 操作系统 (RTOS),支持TCP/IP协议TCP/IP协议,委托网关使用的硬件和软件固化嵌入TCP/IP协议栈。

嵌入式系统接入Internet难点

因为嵌入式系统处理信息的能力与 台式机 相比,远不如后者,同时,嵌入式系统的自身资源量也非常有限,所以,嵌入式系统接入Internet很大程度上受到这些因素的影响。

TCP/IP完整协议栈和TCP/IP嵌入式协议栈

完整的TCP/IP协议栈基于伯克利软套接字,和嵌入式TCP/IP协议栈的基础上特别的套接字API(应用程序编程接口)。

系统的存储容量需要综合考虑。

发送/接收系统,大量的信息必须是32个强大的微处理器和实时操作系统(RTOS)和大容量内存。

4.嵌入式系统的Internet接入技术

有几个互联网嵌入式设备的基本方法,开发人员应该根据硬件特点,嵌入式系统开发成本、开发周期来确定特定需求。

直接接入技术模型

实现嵌入式系统与互联网直接连接通过添加网络接口硬件的嵌入式系统本身,增加相应的软件支持,和相应的接口程序实现。现状的综合分析,结合不同的嵌入式设备访问到常见的互联网应用方案。

(1)单片机(32级及以上单片机)+操作系统+以太网接口芯片。

(2)和低单片机(8或16位单片机)+精益软件TCP/IP协议和以太网接口芯片。

(3)和低单片机(8或16位单片机)+特殊芯片+TCP/IP以太网接口芯片通过廉价的单片机和芯片内部固化的TCP/IP协议栈系统核心。

嵌入式网关技术模型

嵌入式网关模型称为间接访问模式。为了克服直接访问模式(即主要的缺点,每个设备需要IP地址),使用代理服务器的间接方式/网关实现嵌入式系统访问互联网。代理服务器/网关可以使用台式电脑或高端嵌入式处理器作为嵌入式特别设计的微型网关也可以使用。嵌入式网关提供网络或互联网通信和嵌入式系统管理服务。如防火墙、协议转换、运行、监控嵌入式设备提供Web服务器。这种技术需要一个专用的嵌入式网关,网关和嵌入式系统通信之间的限制,将是轻量级的网络协议。嵌入式系统处理器速度的要求,资源相对较低,低发展困难,可以解决各种各样的嵌入式系统接入互联网的问题,特别适用于嵌入式系统越来越集中。缺点是访问成本相对较高,不利于大规模推广。该方案适用于大型互联网或昂贵的工业设备的需求,不适合低成本的设备。对于嵌入式系统来说,8/16速度慢和小内存系统性能缺陷是Internet访问的实现问题需要考虑。首先,嵌入式系统和嵌入式网关通信,连接使用传统的RS232,RS482,RS485,IIC,SPI,USB,LIN总线和其他轻量级的网络协议。然后嵌入式网关负责TCP/IP协议的实现,并连接到互联网,信息完整的嵌入式系统和网络的交互。

嵌入式系统+TCP/IP协议芯片

硬件的TCP/IP协议的网络芯片,标准网络协议(TCP/IP)一直延伸到嵌入式设备,嵌入式系统实现网络功能,每个设备可以连接到互联网。几种典型的嵌入式系统网络方法1PC网关解决方案。人们使用电脑+网络+采集卡以太网网关、协议转换、现场总线的分布式系统接入以太网连接站点设备,将对以太网管理PC机,形成一个更大的控制系统。组成成本非常高,只适用于自动控制系统。

嵌入式系统网关

在二十世纪90年代后期,人们使用嵌入式系统和以太网+收集卡片以太网网关实现嵌入式Internet技术。嵌入式系统在这个阶段实际上是可以根据客户的硬件和软件需要一个PC机。

单片机系统实现的方案

自2000年以来,人们使用单片机以太网接口芯片嵌入式Internet网关。这实际上是一个流行的嵌入式网关的进一步发展,推广。单片机取代PC机,取代太网以太网接口芯片,整个系统的价格几百元。这使得该设备以低成本,简单的网络设备变为现实,以太网分布式控制系统得到快速发展。

5.嵌入式Internet应用

嵌入式网络技术有广阔的应用前景,其应用领域包括:

(1)智能高速公路。包括交通管理、车辆导航、流控制、监视和汽车服务信息等。

(2)植物工厂。特殊的工厂车间,如远程监控和控制野生珍稀中药材栽培和 种植 、无土栽培技术的应用、智能种子工程等。

(3)虚拟现实(VR)机器人。交警、警卫、家用机器人。

(4)信息设备。网络冰箱、空调等家用电器。

(5)工业制冷。超市冰箱,中央空调,冰箱等。

(6)VR仓库。粮食、石油、食品等。

(7)VR精品。客户可以看到互联网实时库存状态。

6. 总结

我们看到,嵌入式系统访问互联网以多种不同的方式处理的软硬件环境不同的TCP/IP协议。随着科学技术的发展,嵌入式Internet技术将越来越广泛应用于各个领域,嵌入式设备将以更好的形式访问互联网,速度更快。

参考文献

[1]薛静.嵌入式Internet接入技术研究[J].学科教学在线,2008.

[2]付国荣.周庆敏.嵌入式Internet应用研究[J].微处理机,2008.

[3]陈雅茹.嵌入式Internet互联网技术应用分析[J].中国新技术新产品,2011.

[4]张毅,赵国锋.嵌入式Internet的几种接入方式比较[J].重庆邮电学院学报,2002

[5]韩光洁,赵海,王金东,关沫.Embedded Internet技术及其综述[J].小型微型计算机系统,2004.

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互联网+的形势与政策论文篇三 《试谈企业转型互联网+的 财务管理 》 一、互联网+引发企业变革 所谓互联网+,就是企业利用互联网、大数据、云计算等科技手段,对市场、用户、产品、企业价值链乃至商业模式进行审视创新的思维模式。互联网+的“+”,不是简单相加,而是思维、理念、模式上的融合与重塑。18至19世纪第一次工业革命发明的蒸汽机技术,19至20世纪的电力技术,导致了社会发展的巨大变化。21世纪,互联网也势必会推动社会生产力的重大提升,在这样的大环境下,企业必须要适应变化,积极变革,运用互联网思维来实现自我转变。 当前,管理层提出创新驱动发展的理念,提出充分利用互联网技术和互联网经济模式实现新的跨越式发展思路,制定“互联网+”行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展。这也就是进入创新时代创新驱动发展的“新常态”,因此,“互联网+”也自然拥有更丰富、更深刻、更富时代特征的内涵。 一般来说,传统企业向互联网+转型会经历四个阶段(见表1)。 对于前三个阶段,很多企业已经在积极实践。第四个阶段是运用互联网思维去重构企业的价值链。那么何为互联网思维,我们可以依托迈克尔?波特的价值链模型,具体构建企业的互联网思维变革(见图1)。 二、互联网+转型对企业财务管理提出的挑战 在实现互联网+转型过程中,根据实际情况,每个企业都会有各自的目标和任务、困难与挑战,但是总体方向应该是基本相向的。在互联网+的转型发展过程中,企业都应能够依靠互联网技术实时获取到及时的产、供、销、人、财、物的信息,从而有效支持企业的管理决策;同时,应该真正转变思维模式,利用互联网思维模式改变传统企业的职能管理部门既有的条块化的管理模式,形成互相交融支持的共享化模式。 要实现这样的转变,需要有效构建企业的大数据交互平台,需要理念的重塑和流程的再造,而其中极为重要的部分就是企业财务管理部门的转型和重塑。传统企业财务管理工作主要偏重于各种基础数据的记录与核算,对目前企业向互联网+转型急需的风险管理、战略管理、市场管理、预算管理、供应链管理等涉及比较少。因此,企业在互联网+转型过程中,财务管理是基础,是重中之重。如何来推进企业财务管理的互联网+转型,总的来说,应着重加强如下九种能力(见图2)。 具 体操 作上,在互联网+时代,企业财务部门要从一般职能部门转变为核心职能部门,重点在于进一步提升管理会计的能力,努力实现三项转型:业务支撑转型、核心工作转型、运作模式转型(见图3)。只有不断加强管理会计能力与范围,财务部门才能很好地进行企业经营状况预测,进行业务计划预算,编制财务报表及相关分析,为业务部门的经营业务提供有效的数据支持,成为业务部门的伙伴;同时,财务部门还可以利用大数据的技术与平台,综合利用财务和非财务信息加工形成满足相关方面需求的报告,支持相关的经营决策。 三、转变财务管理适应互联网+转型需求 (一)加强财务管理的战略支持 为加强 企业战略 层面的管理,西方企业形成了战略地图、平衡记分卡等管理工具,以实现财务管理对企业发展的战略支持。随着市场经济的发展和管理水平提升,一大批中国企业也在经营实际中不断应用这些管理工具,逐步从粗放式管理阶段过渡到精细化管理阶段。但是从目前看,中国 企业管理 会计实践仍更多停留在企业内部管理支撑上,停留在经营管理层面,还远未达到战略层面。 在互联网+时代,企业面临的将是一个快速调整变化时期。随着环境变化,企业面临着诸如组织结构、管理模式等各种各样管理的调整和改变。在这个背景之下,财务管理就要从更高层次,包含从企业预测,到企业全面预算,到企业管理会计,再到风险管控、财务战略管理等,对企业战略的形成与调整进行有效支撑。 (二)财务管控去中心化 互联网使企业之间的交易及其管理控制活动实现了充分、即时的连接,使各种组织结构呈现出扁平、多元的趋势,这对传统的集团财务集中管控架构提出了挑战。互联网自身就强调去“去中心化”,但是“去中心化”并不意味着弱化管控,“互联网+”的管控,重在构建大数据分析平台并从大数据中挖掘出有价值的信息,这个可扩展、灵活而可管理的数据基础架构就是企业大数据中心与管理控制平台。在这个中心与平台上,能够提供一系列完整语义的数据处理功能,提供对流程、表单、应用程序界面数据等完整的搭建方案,完成企业各项数据的集成与交换,是一种强兼容性的数据仓库,也是关于应用系统的集成设计器和工具箱,它可以在同一个框架下,实现对企业产供销、人财物等各项分布式多源异构数据的管理分析。 大数据处理平台建设是一项企业顶层战略行动,目前许多企业已经在实践中取得了成效。比如,云会计通过多媒体终端,使企业成员在“云端”共享和处理会计数据,实现了远程管控,大大提高了会计与财务管理工作效率;利用大数据平台,企业管理者可以实时通过财务信息与非财务信息融合后的深度分析,对企业的经营风险进行全面、系统地预测、识别、控制和应对,实现企业对市场变化的柔性适应,同时帮助企业实现财务共享服务,实现“核算、报账、资金、决策”在企业内的协同应用。 (三)财务分析的非结构化 在传统会计领域,整个会计核算工作始终是严格按照会计准则来处理所有经济交易与事项,从经济业务发生到原始凭证、记账凭证、登记账薄、编制会计报表等相关业务都存在着严格、明确、确定的程序与方向,甚至是唯一的表达方式。这种表达方式即为结构化的会计数据。在互联网+时代,以交易、业务、事项、预测为主的财务工作有可能实现新的提升,财务分析的理念、功能、模式和方式方法也将发生颠覆性变革。将会突破原有会计和财务管理方面诸多技术上的障碍,大幅提高信息获取、数据收集和分析的能力;同时在评判投资项目可行性、改进管理流程、全过程成本管理等方面也将发挥重要作用。 由于信息获取与分析能力的提升,“互联网+”的发展对于财务管理理念和模式的颠覆,将突破传统的财务与会计领域,全面向产品销售、研发创新、人力资源等多个领域延伸和渗透。互联网+时代财务管理与传统财务管理相比,不再停留于记账算账,将会形成新的“大数据”“大财务”的概念模式定位,跟企业业务有关的一切数据的收集、处理和分析将会进入大数据时代的财务管理范畴。 财会人员的分析对象将是报表数据与非报表数据的双重并行,实现对非结构化数据进行分析。比如对财务报表的分析依次从偿债能力、盈利能力、周转能力、发展能力等结合外围情况进行关联性分析,同时,对报表附注、业务信息等电子数据进行分类归纳、筛选对比,重点掌握大额资金往来、重大资本运作、重大或有风险、重大资产损失等态势,实现非结构化数据与财务结构数据的关联分析。 对全面或相关环节内部控制的测评数据、内部 规章制度 等电子数据进行存在性、符合性分析,对照有关法律法规和企业的规章制度,评价内部控制的健全性、合理性和有效性,评估控制风险水平,并对非结构化数据中的关键分析信息进行抽取和结构化处理,结合结构化财务数据,对具体问题进行深入分析。 (四)建立立体交互式预算系统 互联网+的基本要求是使信息管理体系建设更加智能。预算从编制、执行到监督,始终面临着技术实施、心理博弈的挑战,从时间与空间角度看,也需要多维视角,而不应该局限于“先编制、后执行、再分析”的一维视角。目前,企业预算管理面临诸多挑战:在预算编制环节,目前大部分企业还在初级阶段,管理层对于数据的真实性与合理性很难做出判断,因为很多数据仍然是经验化数据,科学性得不到认证,很多基础性预算数据并不会充分考虑企业面临的不断变化的市场环境,也很少有企业真正实现合理的预算调整。在预算控制环节,缺乏科学合理的控制体系,没有有效的信息化手段控制;在预算分析环节,大部分企业仍在进行简单的图表分析,无法针对不同需求和不同角度对财务数据进行全面分析。 针对上述问题,在引入互联网+财务管理模式下,利用大数据支持的信息管理体系即可以有效打破数据存储和利用的壁垒,对企业多年积累的业务、财务、市场和人事等方面的各种信息进行深入的挖掘和分析,以实现企业的战略目标分解、预算编制和预算报告等工作,形成更加系统化、科学化的预算管理流程。尤其在企业的预算执行监控过程中,可以有效完成企业预算系统和业务系统的集成。由于业务信息系统数据是及时更新的,而预算系统只是在规定的编制与调整期间才会发生。通过大数据下的企业全面预算管理信息化平台,可以实现数据及时对照与调整,实现科学有效监控,从而使预算管理能更加符合企业发展的需要。 (五)基于互联网思维的财务信息流程再造 我国企业的财务管理信息化先后经历四个阶段,一是运用单机进行会计核算。二是实现集团化资源部分共享,即主机的终端式管理。三是局域联网,通过服务器与各端口等进行联系和数据交互。四是互联网+引发的大数据管理。 传统的会计信息主要按照固有的处理流程和方法服务于企业决策层、政府、债权人和投资人等,但是随着市场经济的发展,希望获得会计信息包括特定用途会计信息的相关方不断增加,由于传统会计信息的处理流程和方法的限制,会计信息还未真正实现及时性与个性化。在互联网+时代,由于网络和计算机的存在,提升了财务效率,打破了时间性限制,突破了间隔的瓶颈,使会计信息按需求加工和实时传送成为可能,能够随时为会计信息需求方提供符合需要的财务信息,将极大提升企业的经营效率和发展水平。从具体业务流程来说,在企业内部以及企业与外部环境之间存在着四种循环,即信息流、资金流、物资流和人员流。 财务管理主要是处理两种活动:信息流和资金流,对于企业而言,普通主要处理的就是资金的活动和业务的活动。传统财务管理由于间隔的缘由,业务流和资金流常常呈现一定的分化,存在着业务流和资金流的不同步,这也是由于客观条件导致的。在互联网+时代,随着电子商务和网上银行应用越来越广泛,业务流和资金流将呈现一种交融的倾向,财务与业务之间的信息不对称将会改变,财务流程与业务流程的协同化将会进一步提高,从而更加有利于财务信息资源与业务信息资源的优化配置。 四、结语 “互联网+”所带来的革命性变革,已经在社会发展的各个领域产生重大影响。同样,也对现代企业的财务管理系统产生了巨大的冲击和影响,基于技术环境的改变,大数据量、多样的格式、分散化的存储将成为互联网+时代会计数据的发展趋势。企业财务管理必须积极适应互联网+转型的需要,根据企业经营实际,不断加以创新,不断提升发展,从而实现企业新的跨越发展。 猜你喜欢: 1. 互联网形势与政策论文 2. 浅谈互联网对教育的影响论文 3. 浅谈大学生形势与政策论文 4. 关于2016-2017的形势与政策论文 5. 创新方面的形势与政策论文 6. 浅谈形势与政策经济论文

工业互联网论文

互联网未来发展趋势互联网的发展始于冷战时期,在60年代末期由于美苏之间的全球争霸,为了预防核战争对本国通信系统的影响,美国开始研究如何防止核打击。这也是互联网研究的一个最基本理念——在遭受一次核打击之后,能够迅速恢复并保持通信不被中断。互联网在刚开始发展的时候是军方的一个系统,然后演进并逐步扩大它的应用。开始是四家大学进行互联,然后扩展到13个点,形成了10个美国国内辅根服务器放置地点。在此之后互联网尽管应用于教育和科研部门,但它的快捷性和便利性使得越来越多的部门包括许多政府部门应用起来。在商业部门开始参与之后,互联网商业化的趋势不可避免。互联网的业务经营模式和种类很多,但相对来说形成比较完整的业务价值链主要有以下几个:传统业务的接入服务,它由电信运营商提供业务;网络游戏,由网络游戏服务提供商、游戏运营商、电信运营商一连串的服务商形成价值链。网络安全方面的问题应该是非常严重的,黑客攻击行为、网上盗窃、网上欺诈、网络病毒这些问题非常多。网络运营商的经营已经形成了大家比较固定的观念,比较有保障。网上行为也要逐步地进行规范。美国这种网上自由、无管理、无法律的观念还是深入人心的,深入全球的,大家曾认为互联网上的任何行为就不应该受到任何规范,不应该有管理。现在出现的问题使大家越来越多地意识到确实需要对网上行为进行规范和管理。网上行为同样应该遵守现实生活中的道德规范,同样应该受现实社会规则的约束,网上出现的网络滥用行为是利用了网上的优良特质,从业者、行业组织、政府还需要采取进一步的行动。未来比较明显的趋势是宽带业务和各种移动终端的普及。整个宽带的建设和应用将进一步推动网络的整体发展。互联网经营和生存的模式也将更加丰富。如今,大家在网上更多的是浏览信息、使用聊天工具、玩网络游戏,把互联网更多地当作自己的一个高级的信息技术玩具,随着互联网的发展,玩具能够变成工具,成为人们日常生活、工作离不开的工具。网络的应用也更加开放,有许多政府网站已经将其事务到网站上去,如征求意见、地方基层选举等,这些使网络的应用更加开放和多样化。希望网络信息要以人为本,互联网做为一个信息平台它的用户主流50%以上是30岁以下青少年,那么为青少年建设的网络应该是一个可信、健康的网络,它应该成为青少年成长过程中的朋友和助手。网络教育将是下一个互联网业务的热点问题,网络搜索,大容量电子邮件,电子商务平台,移动互联网,无线局域网,网络资源信息开发等业务都将成为互联网-业务的热点问题。

趋势一,政府推动落实 “互联网加”为全国性,各地政府提出建设主方案,招标或者外包帮助企业做转型服务型企业,在今后长期“互联网加”实施过程中,政府扮演一个引领者与推动者角色, 符合政策成绩高的企业立为标杆,挖掘有潜力企业,在将来发展成为“互联网加”型企业。趋势二,互联网加”服务商崛起,出现一大批在政府与企业之间第三方服务企业,这些企业以互联网企业为主,传统企业逆袭成为“互联网加”服务商,从服务角度讲传统企业转型为“互联网加”服务商也是一种转型。趋势三,“转型红利”期第一个热门职业会是“互联网加”,社会及行业需要会催生大量专业技术从业者,这个职业群体构成会是成熟技术人员及运营人员,更多是通过培训上岗人员

下一代工业革命逐步逼近,我们将如何应用融会贯通新的功能?工业将由自动化进步支持,工业物联网和基于电脑的控制器转型就是明显的例子。 工业比前面3次工业革命来势更加迅猛,变革的速度更快,影响也更深远更彻底。 IP通讯的智能设备已经逐步主导工业版图。工业物联网概念性元素之一就是使设备与设备之间的通讯(M2M:Machine to Machine)成为可能。对很多工业用户来讲,M2M并不新奇。在过去的几十年里,炼油厂就可以使成千上万个设备与控制系统沟通。M2M的新奇之处在于,设备变得更加智能,通过IP通讯,交换的信息也更加丰富。每个设备都有自己的IP地址,所以任何人在任何地方都可以通过互联网与这个设备联通。用户对这个功能的影响力的理解才逐步开始。为什么数字化如此重要?制造业的设备,无论是用于加工还是工厂自动化,在他们的测量能力、如何监控自身状态与如何沟通的本质上都变得更加智能。传统的哑巴式压力传感器或近距离传感器 (proximity sensor)把压力或距离读数转化为模拟信号,仅此而已。他们或许能代表M2M通讯,但是只是粗糙的原型。缺陷诸多的模拟通讯,正在被数字化迅速取代。其中的效果就好比智能手机取代原始的两个罐头盒加一根绳子构成的电话机。精密的设备需要精密的控制器来发挥最大效用。一二十年前的一台PLC可以读取I/O数据并按步骤操作。然而,今天的制造业的要求远不止如此。今天的控制器必须能够处理运行数字工厂所需的控制功能。新一代控制器的兴起,结合了世界上最好的PLC的功能与电脑的多功能性。设备和控制器的强大结合新一代设备和控制器的结合帮助我们开设基于信息物理系统的数字化工厂。尽管电脑在上个世纪70年代就已经用于车间,但是电脑所能做的事情却发生了天翻地覆的变化。早期的PLC并不比之前的继电器好很多,但是PLC所能控制的事情随着技术发展和人们的创新思维的发展也日新月异。传统的工业机器人只是被程序设定每天做单一重复的事情。但是随着网络物理概念的发展,机器人和它的控制器被编程,可以根据当前状况而独立判断下一步要做什么反应。举一个简单的例子,传送机可以输送各种瓶子到封口机,这些瓶子的基本形状相似,但是总共有5种颜色,每种颜色的瓶子需要对应该种颜色的封口。信息物理系统可以观察瓶子,并指令机器人抓取对应颜色的封口拧紧瓶子。机器人能做的还可以更多。该信息物理系统还可以判断瓶子是否变形、是否贴了标签以及注入液体水平是否正确。使用一组智能传感器的信息,同一台机器人可以抓取不合格的瓶子移出产线。该系统可以经过编程“思考”所有可能发生的状况,并合理应对。智能应用的智能控制器有创造力的用户在创造新的方法帮助制造系统在更加复杂的应用里实施更加复杂的功能。由于各种操作和现场设备繁多,新的基于电脑的控制器是信息物理系统的关键之处。一种控制器可能会同时用于压力和流量传感器、机器视觉摄像机、条形码阅读器、马达驱动、阀门驱动装置、机器人以及其他各种设备。以上提到的那些设备可能依赖从模拟电流环到工业以太网的多种通讯协议。这种系统的速度依赖更快的协议转换,因此每个设备可以兼容合作,支持生产。而且,所有那些设备可以发送诊断信息到中央控制处以供评估,比如发送信息到人类操作员或者维修部门,这些信息可能包括视觉摄像机上的LED灯要烧坏了,或者设备机柜冷却风扇被灰尘堵塞了等。这些预防性的维修能力预防生产时的故障或停机的可能性。展望未来所有这些元素——智能设备、基于电脑的控制器、信息物理系统和互联网通讯——正在相互结合支持工业和目前的数字制造革命。产品设计者将在电脑上开发新产品,包括所有的零部件。设计平台将需要理解每个零件的特性、结构材料和制造过程。一件产品可能涉及注塑塑料零件、机械金属部件以及其他金属粉末或添加处理。系统会“考虑”所有这些元素如何相关,以及如何联系起来、每个元素是否结构完整,经过预设的处理是否可以被有效构建并组装。设计平台下一步将决定生产和最终组装需要什么,目前的生产设施是够足够完成生产的任务,某个零件是否需要调整,是否需要创造新的生产线等问题。设计的结构将会是非常清晰详细的蓝图,解决产品如何生产包括降成本和提高生产率的问题。一旦开始生产,所有开发服务程序的信息将完整呈现,在产品的整个生命周期里支持这个产品。产品和产品的制造流程都使用兼容软件虚拟设计而成,生产设施也可以使用生产设备、控制器和软件构建。制造车间如此设计的生产设施将达到前所未有的集成程度。每个设备(细化到每个传感器和驱动器)都将使用IP通讯,每个设备都有自己的IP地址。任何经过授权的人都可以在任何地方通过互联网访问设备,获得诊断和生产相关的信息。通过输送到维修程序的诊断信息,生产将会达到高度稳定水平,意外状况将成为过去时。制造系统将无缝集成,并受周全的网络安全战略保护。多家分公司的企业在任何地方都可以共享信息。实现以上描述的智能制造系统的技术很多已经被研发出来了。运行于工业电脑的产品设计软件主导创造设计,同样的平台可以启动和控制制造设施。最后我们需要的元素就是可以通过工业以太网通讯的工业传感器和驱动器。一大批工业传感器和驱动器已经设计出来,还有更多的正在设计当中。工业所需的技术元素已经万事俱备,现在制造商只需要具备想象力和创造力来运用它。此时工业中的通讯系统就显得尤为重要了,济南有人物联网()是专注于工业物联网的一家资深公司。里面的新型产品能有效的解决这方面的问题

写作思路:先写出互联网发展的现状,然后畅享一下自己对互联网发展趋势的预测。

正文:

当今世界网络信息技术日新月异,互联网正在全面融入经济社会生产和生活各个领域,引领了社会生产新变革,创造了人类生活新空间,带来了国家治理新挑战,并深刻地改变着全球产业、经济、利益、安全等格局。

互联网正在成为21世纪影响和加速人类历史发展进程的重要因素,成为推动全球创新与变革、发展与共享、和平与安全的重要议题。把握互联网发展趋势,深化互联网应用,加强互联网治理,才能让互联网更好地服务人类发展。

互联网将成为全球产业转型升级的重要助推器。互联网正在为全球产业发展构建起全新的发展和运行模式,推动产业组织模式、服务模式和商业模式全面创新,加速产业转型升级。

众包、众创、众筹、网络制造等无边界、人人参与、平台化、社会化的产业组织新模式将让全球各类创新要素资源得到有效适配和聚合优化,移动服务、精准营销、就近提供、个性定制、线上线下融合、跨境电商、智慧物流等服务将让供求信息得到及时有效对接,按需定制、人人参与、体验制造、产销一体、协作分享等新商业模式将全面变革产业运行模式,重塑产业发展方式。

互联网构建的网络空间,将让产业发展更好地聚集创新要素,更好地应对资源和环境等外部挑战,将推动全球产业发展迈入创新、协调、绿色、共享、开放的数字经济新时代。

互联网将成为世界创新发展的重要新引擎。互联网已经成为全球技术创新、服务创新、业态创新和商业模式创新最为活跃的领域,互联网企业正在成为未来全球创新驱动发展中最为广泛、最为耀眼、最为强劲的创新动能源泉,成为全球技术创新、产业创新、业态创新、产品创新、市场创新和管理创新的引领者。

人口、资源、市场等驱动国家发展的传统红利要素,正在全面让位互联网创新发展的红利,互联网创新将成为推动世界持续发展的重要新动能,带着人类全面跨入创新发展的快车道,创新、智能、变革的社会正因为互联网创新加速到来。

互联网到移动互联网毕业论文

计算机论文计算机网络在电子商务中的应用摘要:随着计算机网络技术的飞进发展,电子商务正得到越来越广泛的应用。由于电子商务中的交易行为大多数都是在网上完成的, 因此电子商务的安全性是影响趸易双方成败的一个关键因素。本文从电子商务系统对计算机网络安全,商务交易安全性出发,介绍利用网络安全枝术解决安全问题的方法。关键词:计算机网络,电子商务安全技术一. 引言近几年来.电子商务的发展十分迅速 电子商务可以降低成本.增加贸易机会,简化贸易流通过程,提高生产力,改善物流和金流、商品流.信息流的环境与系统 虽然电子商务发展势头很强,但其贸易额所占整个贸易额的比例仍然很低。影响其发展的首要因素是安全问题.网上的交易是一种非面对面交易,因此“交易安全“在电子商务的发展中十分重要。可以说.没有安全就没有电子商务。电子商务的安全从整体上可分为两大部分.计算机网络安全和商务交易安全。计算机网络安全包括计算机网络设备安全、计算机网络系统安全、数据库安全等。其特征是针对计算机网络本身可能存在的安全问题,实施网络安全增强方案.以保证计算机网络自身的安全性为目标。商务安全则紧紧围绕传统商务在Interne'(上应用时产生的各种安全问题.在计算机网络安全的基础上.如何保障电子商务过程的顺利进行。即实现电子商务的保密性.完整性.可鉴别性.不可伪造性和不可依赖性。二、电子商务网络的安全隐患1窃取信息:由于未采用加密措施.数据信息在网络上以明文形式传送.入侵者在数据包经过的网关或路由器上可以截获传送的信息。通过多次窃取和分析,可以找到信息的规律和格式,进而得到传输信息的内容.造成网上传输信息泄密2.篡改信息:当入侵者掌握了信息的格式和规律后.通过各种技术手段和方法.将网络上传送的信息数据在中途修改 然后再发向目的地。这种方法并不新鲜.在路由器或者网关上都可以做此类工作。3假冒由于掌握了数据的格式,并可以篡改通过的信息,攻击者可以冒充合法用户发送假冒的信息或者主动获取信息,而远端用户通常很难分辨。4恶意破坏:由于攻击者可以接入网络.则可能对网络中的信息进行修改.掌握网上的机要信息.甚至可以潜入网络内部.其后果是非常严重的。三、电子商务交易中应用的网络安全技术为了提高电子商务的安全性.可以采用多种网络安全技术和协议.这些技术和协议各自有一定的使用范围,可以给电子商务交易活动提供不同程度的安全保障。1.防火墙技术。防火墙是目前主要的网络安全设备。防火墙通常使用的安全控制手段主要有包过滤、状态检测、代理服务 由于它假设了网络的边界和服务,对内部的非法访问难以有效地控制。因此.最适合于相对独立的与外部网络互连途径有限、网络服务种类相对集中的单一网络(如常见的企业专用网) 防火墙的隔离技术决定了它在电子商务安全交易中的重要作用。目前.防火墙产品主要分为两大类基于代理服务方式的和基于状态检测方式的。例如Check Poim Fi rewalI-1 4 0是基于Unix、WinNT平台上的软件防火墙.属状态检测型 Cisco PIX是硬件防火墙.也属状态检测型。由于它采用了专用的操作系统.因此减少了黑客利用操作系统G)H攻击的可能性:Raptor完全是基于代理技术的软件防火墙 由于互联网的开放性和复杂性.防火墙也有其固有的缺点(1)防火墙不能防范不经由防火墙的攻击。例如.如果允许从受保护网内部不受限制地向外拨号.一些用户可以形成与Interne'(的直接连接.从而绕过防火墙:造成一个潜在的后门攻击渠道,所以应该保证内部网与外部网之间通道的唯一性。(2)防火墙不能防止感染了病毒的软件或文件的传输.这只能在每台主机上装反病毒的实时监控软件。(3)防火墙不能防止数据驱动式攻击。当有些表面看来无害的数据被邮寄或复制到Interne'(主机上并被执行而发起攻击时.就会发生数据驱动攻击.所以对于来历不明的数据要先进行杀毒或者程序编码辨证,以防止带有后门程序。2.数据加密技术。防火墙技术是一种被动的防卫技术.它难以对电子商务活动中不安全的因素进行有效的防卫。因此.要保障电子商务的交易安全.就应当用当代密码技术来助阵。加密技术是电子商务中采取的主要安全措施, 贸易方可根据需要在信息交换的阶段使用。目前.加密技术分为两类.即对称加密/对称密钥加密/专用密钥加密和非对称加密/公开密钥加密。现在许多机构运用PKI(punickey nfrastructur)的缩写.即 公开密钥体系”)技术实施构建完整的加密/签名体系.更有效地解决上述难题.在充分利用互联网实现资源共享的前提下从真正意义上确保了网上交易与信息传递的安全。在PKI中.密钥被分解为一对(即一把公开密钥或加密密钥和一把专用密钥或解密密钥)。这对密钥中的任何一把都可作为公开密钥(加密密钥)通过非保密方式向他人公开.而另一把则作为专用密钥{解密密钥)加以保存。公开密钥用于对机密�6�11生息的加密.专用密钥则用于对加信息的解密。专用密钥只能由生成密钥对的贸易方掌握.公开密钥可广泛发布.但它只对应用于生成该密钥的贸易方。贸易方利用该方案实现机密信息交换的基本过程是 贸易方甲生成一对密钥并将其中的一把作为公开密钥向其他贸易方公开:得到该公开密钥的贸易方乙使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给贸易方甲 贸易方甲再用自己保存的另一把专用密钥对加密后的信息进行解密。贸易方甲只能用其专用密钥解密由其公开密钥加密后的任何信息。3.身份认证技术。身份认证又称为鉴别或确认,它通过验证被认证对象的一个或多个参数的真实性与有效性 来证实被认证对象是否符合或是否有效的一种过程,用来确保数据的真实性。防止攻击者假冒 篡改等。一般来说。用人的生理特征参数f如指纹识别、虹膜识别)进行认证的安全性很高。但目前这种技术存在实现困难、成本很高的缺点。目前,计算机通信中采用的参数有口令、标识符 密钥、随机数等。而且一般使用基于证书的公钥密码体制(PK I)身份认证技术。要实现基于公钥密码算法的身份认证需求。就必须建立一种信任及信任验证机制。即每个网络上的实体必须有一个可以被验证的数字标识 这就是 数字证书(Certifi2cate)”。数字证书是各实体在网上信息交流及商务交易活动中的身份证明。具有唯一性。证书基于公钥密码体制.它将用户的公开密钥同用户本身的属性(例如姓名,单位等)联系在一起。这就意味着应有一个网上各方都信任的机构 专门负责对各个实体的身份进行审核,并签发和管理数字证书,这个机构就是证书中心(certificate authorities.简称CA}。CA用自己的私钥对所有的用户属性、证书属性和用户的公钥进行数字签名,产生用户的数字证书。在基于证书的安全通信中.证书是证明用户合法身份和提供用户合法公钥的凭证.是建立保密通信的基础。因此,作为网络可信机构的证书管理设施 CA主要职能就是管理和维护它所签发的证书 提供各种证书服务,包括:证书的签发、更新 回收、归档等。4.数字签名技术。数字签名也称电子签名 在信息安全包括身份认证,数据完整性、不可否认性以及匿名性等方面有重要应用。数字签名是非对称加密和数字摘要技术的联合应用。其主要方式为:报文发送方从报文文本中生成一个1 28b it的散列值(或报文摘要),并用自己的专用密钥对这个散列值进行加密 形成发送方的数字签名:然后 这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方 报文接收方首先从接收到的原始报文中计算出1 28bit位的散列值(或报文摘要).接着再用发送方的公开密钥来对报文附加的数字签名进行解密 如果两个散列值相同 那么接收方就能确认该数字签名是发送方的.通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别和不可抵赖性。四、结束语电子商务安全对计算机网络安全与商务安全提出了双重要求.其复杂程度比大多数计算机网络都高。在电子商务的建设过程中涉及到许多安全技术问题 制定安全技术规则和实施安全技术手段不仅可以推动安全技术的发展,同时也促进安全的电子商务体系的形成。当然,任何一个安全技术都不会提供永远和绝对的安全,因为网络在变化.应用在变化,入侵和破坏的手段也在变化,只有技术的不断进步才是真正的安全保障。参考文献:[1]肖满梅 罗兰娥:电子商务及其安全技术问题.湖南科技学院学报,2006,27[2]丰洪才 管华 陈珂:电子商务的关键技术及其安全性分析.武汉工业学院学报 2004,2[3]阎慧 王伟:宁宇鹏等编著.防火墙原理与技术[M]北京:机械工业出版杜 2004

1绪论研究背景与研究目的意义中国互联网络信息中心(CNNIC,2018)发布了截至2018年12月的第43次中国互联网发展统计报告。根据该报告,截至2018年12月,中国互联网用户数量为亿,并且每年保持在5000多万增量。而且这种趋势将在未来几年继续保持。5G时代的来临将会加快促进互联网与其他产业融合,网络规模必然会进一步增大。传统的网络管理系统以分布式网络应用系统为基础,采用软件和硬件相结合的方式。SNMP协议是目前网络管理领域运用最为广泛的网络管理协议,它将从各类网络设备中获取数据方式进行了统一化,几乎所有的网络设备生产厂商都支持此协议。然而传统的基于SNMP的网络管理软件大多基于C/S架构,存在着扩展性和灵活性差,升级维护困难等缺点,对网为网络的管理带来了一定程度的不便。因此,基于三层的网管系统己经成为发展趋势,随着Web技术迅猛发展,诞生了以Web浏览器和服务器为核心,基于B/S ( Browser/Server)架构的“Web分布式网络管理系统”,它具有不依赖特定的客户端应用程序,跨平台,方便易用,支持分布式管理,并且可动态扩展和更新等优点。本文将重点研究基于BP故障诊断模型,实现了一种以接口故障为研究对象的智能网络管理系统模型,并以此为基础,设计与实现基于web的智能网络管理系统,不仅可以通过对网络数据实时监控,而且基于BP网络故障诊断模型可以诊断通信网中的接口故障,在一定程度上实现网络故障管理的自动化。该系统在保证网络设备提供稳定可靠的网络服务同时,也可以降低企业在维护网络设备上的成本。国内外研究现状网络设备管理是指对各种网络设备(如核心层、汇接层、接入层路由与交换设备、服务器和计算机)进行各种操作和相关配置,管理服务器(Manager)用来处理网络信息,配合管理服务器对网络信息处理并管理的实体被称为代理服务器(Agent),被管对象是指用于提供网络服务或使用网络服务等设备的全部资源信息,各种不同的被管对象构成了管理信息库。在实际的网络管理过程当中,管理服务器和代理服务器以及代理服务器和被管对象三种实体之间都是通过规范的网络管理协议来进行信息的交互(王鹤 2015)。相比国外的网络管理系统及产品,国内相应的网络管理系统和产品起步比较晚,但是随着互联网技术的发展网络管理软件发展势头迅猛,诞生了很多优秀的网络管理软件,这些软件已经广泛运用在我国网络管理领域。国外研究现状目前国外大型网络服务商都有与其产品相对应的网络管理系统。从最初步的C/S架构逐步过渡到现在的B/S架构。比较著名的:Cabletron系统公司的SPECTRUM,Cisco公司的CiscoWorks,HP公司的OpenView,Tivoli系统公司的TH NetView。这些网络管理产品均与自家产品相结合,实现了网络管理的全部功能,但是相对专业化的系统依旧采用C/S架构。NetView这款管理软件在网络管理领域最为流行。NetView可以通过分布式的方式实时监控网络运行数据,自动获取网络拓扑中的变化生成网络拓扑。另外,该系统具有强大的历史数据备份功能,方便管理员对历史数据统计管理。OpenView具有良好的兼容性,该软件集成了各个网络管理软件的优势,支持更多协议标准,异种网络管理能力十分强大。CiscoWorks是Cisco产品。该软件支持远程控制网络设备,管理员通过远程控制终端管理网络设备,提供了自动发现、网络数据可视化、远程配置设备和故障管理等功能。使用同一家产品可以更好的服务,因此CiscoWorks结合Cisco平台其他产品针对Cisco设备可以提供更加细致的服务。Cabletron的SPECTRUM是一个具有灵活性和扩展性的网络管理平台,它采用面向对象和人工智能的方法,可以管理多种对象实体,利用归纳模型检查不同的网络对象和事件,找到它们的共同点并归纳本质。同时,它也支持自动发现设备,并能分布式管理网络和设备数据。国内研究现状随着国内计算机发展迅猛,网络设备规模不断扩大,拓扑结构复杂性也随之日益增加,为应对这些问题,一大批优秀的网络管理软件应运而生。像南京联创OSS综合网络管理系统、迈普公司Masterplan等多个网络管理系统。华为公司的iManager U2000网络管理系统,北京智和通信自主研发的SugarNMS开源网络管理平台,均得到较为广泛应用。Masterplan主要特点是能够对网络应用实现良好的故障诊断和性能管理,适用于网络内服务器、网络设备以及设备上关键应用的监测管理。SugarNMS具有一键自动发现、可视化拓扑管理、网络资源管理、故障管理、日志管理、支付交付等功能,并提供C/S和B/S两种使用方式。iManager U2000定位于电信网络的网元管理层和网络管理层,采用开放、标准、统一的北向集成,很大程度上缩短OSS集成时间,系统运行以业务为中心,缩短故障处理时间,从而减少企业故障处理成本。近些年来,随着人工智能技术的崛起,越来越多的企业开始将人工智能技术应用在网络管理上面,替代传统的集中式网络管理方式。为了减小企业维护网络的成本,提高网管人员工作效率,智能化、自动化的网络管理系统成为许多学者研究的热点。神经网络在网络管理中的适用性分析网络管理的功能就是对网络资源进行管控、监测通信网络的运行状态以及排查网络故障。管控网络资源,本质上就是管理员为了满足业务需求下发相关设备配置命令改变网络设备状态,以保证稳定的服务;监测网络运行状态一般是指周期的或者实时的获取设备运行状态进行可视化,以方便管理员进行分析当前设备是否正常运行。排查网络故障是管理员通过分析网络设备运行数据与以往数据进行比较或者根据自身经验进行分析,确定故障源头、故障类别、产生原因、解决方法。故障排除是针对前一阶段发现的网络故障进行特征分析,按照诊断流程得出结果,执行特定的指令动作来恢复网络设备正常运行(洪国栋,2016)。神经网络具有并行性和分布式存储、自学习和自适应能力、非线性映射等基本特点。当下最为流行的神经网络模型就是BP(Back-Propagation)神经网络,是一种按照误差逆向传播算法训练多层前馈神经网络,属于监督式学习神经网络的一种。该模型分为输入层、隐含层以及输出层,网络模型在外界输入样本的刺激不断改变连接权值,将输出误差以某种形式通过隐含层向输入层逐层反转,使得网络输出不断逼近期望输出,其本质就是连接权值的动态调整。BP神经网络拥有突出的泛化能力,善于处理分类问题。BP网络是目前常用的误差处理方式,在众多领域得到了广泛的应用,它的处理单元具有数据量大、结构简单等特点,并且神经网络以对大脑的生理研究成果为基础,模拟大脑某些机制与机理组成十分繁杂的非线性动力学系统,其在处理网络设备运行中的数据时以及在比较模糊信号问题的时候,能够自主学习并得出需要的结果。能够将模型中输入输出矢量进行分类、连接、来适应复杂的传输存储处理。因此,本文会基于现有网络管理技术结合BP神经网络去解决网络故障问题。本文主要研究目标本文研究目标针对传统网络管理中故障方案的问题与不足,本文探究基于BP神经网络的方法来构建基于通信网接口故障诊断模型。通过构建的通信网接口故障诊断模型可以有效的诊断接口故障并判别出故障类型。推动现有网络管理系统更趋近于智能化。以此为基础,分析、设计、实现基于三层架构的智能网络管理系统技术路线智能网络研究首先要确定该系统的开发技术路线,课题研究的主要过程首先是在查阅相关科研资料的基础上,搭建实验环境。在保证网络正常通信的前提下采集各个端口的流入流出流量,记录设备的运行状态并对设备进信息进行管理。同时布置实验环境相应故障,包括:改变端口状态、更改端口ip地址、子网掩码,采集通讯网络接口故障发生时网络拓扑中产生的异常数据。查阅BP神经网络在故障在诊断方面的相关论文,基于网络通讯设备接口的常见故障以及相关故障文档构建BP神经网络故障模型,并判断故障模型的有效性。逐步地实现系统的全部功能。最后进行系统测试,得出结论,应用于实际。本文组织结构本文主要由六个章节构成,各章节主要内容如下:第一章绪论。本章首先简要介绍了网络管理系统当前的发展及应用现状从而进一步分析出建立智能网络管理系统的重要意义。阐述了网络管理系统国内外研究现状。最后论述了本文研究目的与组织结构。第二章相关概念及相关技术。本章对SNMP的相关技术进行详细介绍,SNMP组织模型 、SNMP管理模型、SNMP信息模型、SNMP通讯模型。然后对前端框架Vue和绘图插件Echarts技术进行介绍,其次介绍了常见的故障分析技术,专家系统、神经网络等,最后对神经网络基本概念和分类进行简要描述。第三章基于BP神经网络故障推理模型。介绍了BP神经网络的基本概念、网络结构、设计步骤、训练过程,以接口故障为例详细介绍了BP神经网络故障模型的构建过程。第四章智能网络管理系统分析与系统设计。首先进行了需求分析,其次对体系结构设计、系统总体模块结构设计进行说明,对系统各个功能模块分析设计结合活动图进行详细说明,最后对数据库设计进行简要说明。第五章智能网络管理系统的实现。对整体开发流程进行了说明,对用户管理模块、配置管理模块、设备监控模块、故障诊断模块实现流程进行描述并展示实现结果。第六章系统测试与结论。并对系统的部分功能和性能进行了测试,并加以分析。第七章总结与展望。总结本文取得的研究成果和存在的问题,并提出下一步改进系统的设想与对未来的展望。2相关概念及相关技术网络管理概述网络管理就是通过合适手段和方法,确保通信网络可以根据设计目标稳定,高效运行。不仅需要准确定位网络故障,还需要通过分析数据来预先预测故障,并通过优化设置来降低故障的发生率。网络管理系统的五大基本功能,分别为:配置管理、性能管理、故障管理、计费管理和安全管理:1)配置管理:配置管理是最重要和最基础的部分。它可以设置网络通讯设备的相关参数,从而管理被管设备,依据需求周期的或实时的获取设备信息和运行状态,检查和维护设备状态列表,生成数据表格,为管理员提供参考和接口以更改设备配置。2)性能管理:性能管理是评估系统网络的运行状态和稳定性,主要工作内容包括从被管理对象获取与网络性能相关数据,对这些数据进行统计和分析,建立模型以预测变化趋势、评估故障风险,通过配置管理模块修改网络参数,以确保网络性能最优利用网络资源保证通信网络平稳运行。3)故障管理:故障管理的主要功能就是及时辨别出网络中出现的故障,找出故障原因,分析并处理故障。故障管理一般分为四个部分:(1)探测故障。通过被管设备主动向管理站发送故障信息或者管理站主动轮询被管设备两种方式发现故障源。(2)发出告警。管理站发现故障信息之后,会以短信、信号灯等方式提示管理员。(3)解决故障。对故障信息进行分析,明确其故障原因和类型,找到对应方法得以解决。(4)保存历史故障数据。对历史故障数据进行维护备份,为以后的故障提供一定依据,使得处理网络故障更为高效。4)计费管理:计费管理主要功能是为客户提供一个合理的收费依据,通过将客户的网络资源的使用情况进行统计,例如将客户消费流量计算成本从而向客户计费。5)安全管理:目的就是保证网络能够平稳安全的运行,可以避免或者抵御来自外界的恶意入侵,防止重要数据泄露,例如用户的个人隐私泄露问题等。根据网络管理系统的体系结构和ISO定义的基本功能,基于Web的网络管理系统基本模型如图基于Web的网络管理系统基本模型所示,整个模型包括六个组成部分:Web浏览器,Web服务器,管理服务集,管理信息库,网络管理协议,被管资源。 SNMP协议简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol),既可以作为一种协议,也可以作为一套标准。事实上SNMP己经成为网络管理领域的工业标准,从提出至今共有八个版本,在实践中得到广泛应用的有三个版本,分别是SNMPv1, SNMPv2c和SNMPv3(唐明兵2017)。最初的SNMPv1主要是为了满足基于TCP/IP的网络管理而设计的,但是随着网络管理行业的迅猛发展,第一版本的SNMP协议已经不适应网络行业的发展,身份验证、批量数据传输问题等暴露导致SNMPv1难以支持日益庞大的网络设备。第二版本就演变成了一个运行于多种网络协议之上的网络管理协议,较第一版本有了长足的进步,不仅提供了更多操作类型,支持更多的数据类型而且提供了更加丰富的错误代码,能够更加细致的区分错误,另外支持的分布式管理在一定程度上大大减轻了服务器的压力。但是SNMPv2c依旧是明文传输密钥,其安全性有待提高。直到1998年正式推出SNMPv3,SNMPv3的进步主要体现在安全性能上,他引入USM和VACM技术,USM添加了用户名和组的概念,可以设置认证和加密功能,对NMS和Agent之间传输的报文进行加密,提升其安全性防止窃听。VACM确定用户是否允许特定的访问MIB对象以及访问方式。 SNMP管理模型与信息模型SNMP系统包括网络管理系统NMS(Network Management System)、代理进程Agent、被管对象Management object和管理信息库MIB(Management Informoation Base)四部分组成.管理模型图如图所示:1)NMS称为网络管理系统,作为网络管理过程当中的核心,NMS通过SNMP协议向网络设备发送报文,并由Agent去接收NMS发来的管理报文从而对设备进行统一管控。NMS可以主动向被管对象发送管理请求,也可以被动接受被管对象主动发出的Trap报文。2)Agent相当于网络管理过程中的中间件,是一种软件,用于处理被管理设备的运行数据并响应来自NMS的请求,并把结果返回给NMS。Agent接收到NMS请求后,通过查询MIB库完成对应操作,并把数据结果返回给NMS。Agent也可以作为网络管理过程中的中间件不仅可以使得信息从NMS响应到具体硬件设备上,当设备发生故障时,通过配置Trap开启相应端口,被管设备也可以通过Agent主动将事件发送到NMS,使得NMS及时发现故障。3)Management object指被管理对象。一个设备可能处在多个被管理对象之中,设备中的某个硬件以及硬件、软件上配置的参数集合都可以作为被管理对象。4)MIB是一个概念性数据库,可以理解为Agent维护的管理对象数据库,里面存放了被管设备的相关变量信息。MIB库定义了被管理设备的一系列属性:对象的名称、对象的状态、对象的访问权限和对象的数据类型等。通过读取MIB变量的值, Agent可以查询到被管设备的当前运行状态以及硬件信息等,进而达到监控网络设备的目的。Agent可以利用修改对应设备MIB中的变量值,设置被管设备状态参数来完成设备配置。SNMP的管理信息库是树形结构,其结构类型与DNS相似,具有根节点且不具有名字。在MIB功能中,每个设备都是作为一个oid树的某分支末端被管理。每个OID(object identifier,对象标识符)对应于oid树中的一个管理对象且具有唯一性。有了树形结构的特性,可以高效迅速地读取其中MIB中存储的管理信息及遍历树中节点,读取顺序从上至下。目前运用最为广泛的管理信息库是MIB-Ⅱ,它在MIB-Ⅰ的基础上做了扩充和改进。MIB-Ⅱ结构示意图如图如所示:(1)system组:作为MIB中的基本组,可以通过它来获取设备基本信息和设备系统信息等。(2)interfac组:定了有关接口的信息,例如接口状态、错误数据包等,在故障管理和性能管理当中时常用到。(3)address translation组:用于地址映射。(4)ip组:包含了有关ip的信息,例如网络编号,ip数据包数量等信息。(5)icmp组:包含了和icmp协议有关信息,例如icmp消息总数、icmp差错报文输入和输出数量。(6)tcp组:包含于tcp协议相关信息,例如tcp报文数量、重传时间、拥塞设置等。应用于网络拥塞和流量控制。(7)udp组:与udp协议相关,可以查询到udp报文数量,同时也保存了udp用户ip地址。(8)egp组:包含EGP协议相关信息,例如EGP协议下邻居表信息、自治系统数。(9)cmot组:为CMOT协议保留(10)transmission组:为传输信息保留(11)snmp组:存储了SNMP运行与实现的信息,例如收发SNMP消息数据量。 SNMP通讯模型SNMP规定了5种协议基本数据单元PDU,用于管理进程与代理进程之间交换。(1)get-request操作:管理进程请求数据。(2)get-next-request操作:在当前操作MIB变量的基础上从代理进程处读取下一个参数的值。(3)set-request操作:用于对网络设备进行设置操作。(4)get-response操作:在上面三种操作成功返回后,对管理进程进行数据返回。这个操作是由代理进程返回给管理进程。(5)trap操作:SNMP代理以异步的方式主动向SNMP管理站发送Trap数据包。一般用于故障告警和特定事件发生。SNMP消息报文包含两个部分:SNMP报头和协议数据单元PDU。根据TCP/IP模型SNMP是基于UDP的应用层协议,而UDP又是基于IP协议的。因此可以得到完整的SNMP报文示意图如下:(1)版本号表示SNMP版本,其中版本字段的大小是版本号减1,如果SNMPv2则显示的字段值是1。(2)团体名(community)本质上是一个字符串,作为明文密钥在管理进程和代理进程之间用于加密传输的消息,一般默认设置成“public”。 (3)请求标识符(request ID)用于消息识别。由管理进程发送消息时自带一个整数值,当代理进程返回消息时带上该标识符。管理进程可以通过该标识符识别出是哪一个代理进程返回的数据从而找到对应请求的报文。(4)差错状态(error status)表示出现错误时由代理进程返回时填入差错状态符0~5中的某一数字,数字对应相关错误信息。差错状态描述符如下表:(5)差错索引(error index)表示在通信过程当中出现上表的差错时,代理进程在应答请求时设置一个整数,整数大小对应差错变量在变量列表中偏移大小。(6)变量名-值对以key-value的方式存储变量名称和对应值。(7)trap报文是代理进程主动向管理进程发送的报文,不必等待管理进程下一次轮询。SNMPv2的trap报文格式较SNMPv1的trap报文格式更趋近于普通的SNMP响应报文,更加统一化。以SNMPv2为例的trap报文格式如下:trap类型已定义的特定trap共有7种,后面的则是由供养商自己定制。Trap类型如下表所示: SNMP组织模型SNMP代理组织分成分散式和集中式模型。在分散模型中,每一个服务器对应一个SNMP代理,可以理解为一一对应的关系,管理站分别与每个被管服务器上的代理进行通信。集中模型当中,在管理服务器上只创建一个SNMP代理。管理站只与管理管理服务器上的SNMP代理进行通信, SNMP代理接收来自某一固定区域的所有数据。如图所示: Vue为实现前后端分离开发的理念,Vue应运而生。作为构建用户界面框架的简单易上手使得前端开发人员不必再编写复杂的DOM操作通过this来回寻找相关节点,很大程度上提高了开发的效率。通过MVVM框架,可以自动完成视图同步数据更新,在对实例new Vue(data:data)进行声明后data中数据将与之相应的视图绑定,一旦data中的数据发生变更,视图中对应数据也会发生相应改变。基于MVVM框架实现了视图与数据一致性,MVVM框架可以分为三个部分:Model、ViewModel、View。MVVM框架模式:的理念是“一切皆为组件”,可以说组件是的最强大功能。组件可以扩展HTML元素,将HTML、CSS、JavaScript封装成可重用的代码组件,可以应用在不同的场景,大大提高效率。它与传统的JavaScript相比,采用虚拟DOM渲染页面。当有数据发生变更时,生成虚拟DOM结构与实际页面结构对比,重新渲染差离部分,进一步提供了页面性能。 EchartsEcharts(Enterprise Charts),它是由百度公司研发的纯JavaScript图表库,可以流畅的运行在PC和移动设备上。ECharts兼容当前主流浏览器,底层依赖轻量级Canvas库ZRender,Echarts提供直观、生动、交互性强、高度自定义化的可视化图标。ECharts包含了以下特性:1)丰富的可视化类型:既有柱状图、折线图、饼图等常规图,也有可用于地理数据可视化的热力图、线图等,还有多维数据可视化的平行坐标。2)支持多种数据格式共存:在版本中内置的dataset属性支持直接传入包括二维表中。3)多维数据的支持:可以传入多维度数据。4)移动端优化:特别针对移动端可视化进行了一定程度优化,可以使用手指在坐标系中进行缩放、平移。5)动态类型切换:支持不同类型图形随意切换,既可以用柱形图也可以用折线图展示统一数据,可以从不同角度展现数据。6)时间轴:对数据进行可视化的同时,可以分为周期或者定时进行展示,所有利用时间轴可以很好的动态观察数据的变化。目前常见的故障诊断方法基于专家系统的故障诊断方法专家系统是目前最常使用的诊断方法。通俗来讲,专家系统就是模拟人类专家去解决现实中某一特定领域的复杂问题。专家系统接收用户界面数据,将数据传递到推理引擎进行推理,做出决策并执行。专家系统作为人工智能的前身,从上世纪60年代开始到现在专家系统的应用已经产生了巨大的经济效益和社会效益,灵活可靠、极高的专业水平和良好的有效机制使得专家系统已经成为最受欢迎、最活跃的领域之一。基于模糊理论的故障诊断方法在实际的工业生产过程当中,设备的“故障”状态与“正常”状态之间并没有严格的界限,它们之间存在一定的模糊过渡状态,并且在特征获取、故障判定过程中都中存在一定的模糊性。 因此,该方法不需要建立精确的数学分析模型,本质上是一个模式识别问题。 根据建议的症状参数,得出系统状态。 通常选择“择近原则”和“最大隶属原则”作为基本诊断原理(尤海鑫,2012)。基于免疫算法的故障诊断方法通过模拟自然生物免疫系统的功能,即快速识别外来生物和外来生物,最后通过自我排斥将异物排出体外。生物免疫系统还建立了一套算法来测试各种条件,主要是在线检测,通过不合格的自我和外部组织消除系统来实现故障识别的能力。免疫算法的故障诊断方法属于并行处理能力,可以进行很多复杂的操作和处理。同时可以与遗传算法等其他智能优化算法结合使用,以增强自适应能力和自学习能力。从公开的文献中,学者们并不热衷于这种原理的方法。一般来说,在故障诊断领域,目前人工免疫理论的研究尚处于萌芽阶段。基于神经网络的故障诊断方法神经网络是由大量简单的神经节点组成的复杂网络,以网络拓扑分布的方式存储信息,利用网络拓扑分布和权重实现对实际问题的非线性映射调整,并运用使用全局并行处理的方式,实现从输入空间到输出空间的非线性映射。该方法属于典型的模型诊断模式,不需要了解内部诊断过程,而是使用隐式方法完全表达知识。在获取知识时,它将自动生成由已知知识和连接节点的权重构成的网络的拓扑结构,并将这些问题完全连接到互连的网络中,有利于知识的自动发现和获取。并行关联推理和验证提供了便利的途径;神经网络通过神经元之间的交互来实现推理机制。

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计算机网络可以写相关的论文,比如学校网络组建。当时也不懂,还是寝室同学给的文方网,写的《网络安全风险评估关键技术研究》,非常专业的说网络安全态势感知模型研究与系统实现高校网络安全存在的问题与对策研究基于节点信誉的无线传感器网络安全关键技术研究网络安全事件关联分析与态势评测技术研究基于博弈论的无线传感器网络安全若干关键问题研究基于流的大规模网络安全态势感知关键技术研究网络安全态势评估与趋势感知的分析研究LINUX环境下的防火墙网络安全设计与实现21世纪初美国网络安全战略探析奥巴马政府的网络安全战略研究基于工作过程的《计算机网络安全》一体化课程开发及实施研究面向多级安全的网络安全通信模型及其关键技术研究基于攻击图的网络安全风险评估技术研究网络安全公司商业模式研究网络安全评估研究基于异构传感器的网络安全态势感知若干关键技术研究基于融合决策的网络安全态势感知技术研究网络安全态势评估模型研究

机器人与工业互联网论文

工业互联网是一种物联网的应用,随着科技的发展,物联网会向着智能物联网发展,机器人在智能物联网中扮演着重要的角色,会越来越智能化、自动化,提高工业互联网的效率。

接触危险物品的工作岗位高温、低温、高压、辐射等极端环境的工作岗位长时间机械作业的工作岗位长时间监视监控的工作岗位精细工作高强度工作……-----------------------------------随着知识经济时代的到来,高技术已成为世界各国争夺的焦点,机器人技术作为高技术的一个重要分支普遍受到了各国政府的重视。据了解,目前日本继前两个机器人计划--“极限作业机器人”计划和“微机械技术”开发计划之后,正在实施第三个“人型机器人”计划;美国仅花在无人机上的费用就已达25亿美元。我国政府也非常重视机器人的研究,早在“七五”期间就开始了工业机器人和水下机器人攻关计划,并取得了一定的成绩。1986年,国家“863”计划将智能机器人列入其中。经过十几年的艰苦奋斗,从跟踪世界先进水平到自主开发,取得了举世瞩目的成果。 机器人技术--科技经济的必争之地 世界各国都非常重视机器人技术的开发与研究,主要有以下几个方面的原因: 第一,发展机器人可以提高综合国力。机器人技术是集光机电信息自动化于一身的高新技术,从某种意义上讲,一个国家机器人水平的高低,代表了一个国家的综合实力。 发展工业机器人可以增强一个国家的制造能力。国内外很多企业都是通过使用工业机器人来提高生产率和产品质量。国外一些大的汽车、电子、机械制造商通过采用工业机器人作为关键生产设备,可以做到根据市场需求,及时调整生产策略,以小批量、多品种,占领更多的市场份额。国家"863"计划正是看到了这一趋势,对工业机器人及其应用工程给予了大力支持,在摩托车、汽车、电子、家电等行业推广了一批示范工程,并形成了拥有自主知识产权的产品系列。 发展特种机器人可增强国家的可持续发展能力。所谓的特种机器人是指除工业机器人之外的各种机器人。在“863”计划实施的初期,我国先后研制出了水下机器人、排险机器人、机器人压路机、微操作机器人、双足步行机器人、灵巧手等多种用途的特种机器人,大大缩短了我国机器人水平与国外发达国家之间的差距,有力地推动了我国机器人技术的发展,加强了机器人与社会、经济的联系。 智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真技术等多种学科和技术的综合成果。智能机器人做为新一代生产和服务工具,在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置,这对人类开辟新的产业,提高生产与生活水平具有十分现实的意义。例如,我国在争取公海海域优先开采权的过程中,由国家“863”计划研制的6000米水下无缆自治机器人系统先后两次出海,获得了海底锰结核分布的珍贵资料,使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一。 第二,发展机器人技术可以提高国防实力。在海湾战争、波黑战争、科索沃战争中,各种无人机和地面军用机器人系统在战场侦察、探雷排雷、监视、通讯中继、电子对抗、火力导引、战果评估、骚扰、攻击等方面都起了特殊的作用。鉴于高新技术对未来战争的指挥系统、战场环境将产生重大影响,我国已经开展并将加强这方面的研究。 第三,机器人可以形成一个巨大的产业。尽管目前发展相对成熟的只有工业机器人,但从世界机器人的发展趋势看,服务机器人、个人机器人具有巨大的市场潜力,可以预见,个人机器人将会像个人电脑一样走进千家万户,成为人类社会必不可少的生活用品。 第四,发展机器人可以提高一个国家的国际地位。在国家攻关计划和“863”计划的支持下,我们已经研制出了各种用途的机器人,并加入了由少数发达国家参加的国际先进机器人计划,提高了中国科技的国际地位。 我国发展机器人技术的必要性目前,我国机器人市场还不是很大,其原因是多方面的。我国是一个人口大国,多数人对机器人缺乏了解,认为现在下岗人员就很多,还用机器人干什么。这是一个偏颇的观点。 首先,机器人不是简单地代替人工作,我们使用机器人是让它们完成不适合人直接干、干不了和干不好的一些工作。比如:机器人可以进入病人体内进行检查和治疗,进入煤气管道进行检查和维修,进入核电站检查核泄漏,机器人可以登陆月球、深潜海底,能24小时不停地高质量完成单调或复杂的工作。目前我国有许多人工作在有毒、有害、高温、危险的作业环境中,机器人的应用可以将他们从恶劣环境中解放出来。 市场竞争也需要机器人。机器人的应用,不仅可以提高产品质量,提高产品的改型速度,适应快速变化的市场,满足消费者的需要,而且可以降低产品的成本,提高市场竞争能力,从而提高我国企业在国内外市场上的竟争能力。 另外,随着物质及精神生活水平的提高及老龄人口的增多,人们将需要更多的智能化、社会化、家庭化、个性化、感情化的服务,机器人将大显神通。 最重要的是,站在国家的角度来看,许多尖端技术,尤其是国防高技术必须拥有自主知识产权,才能在国际竞争中得到主动权。霸权主义并不希望我国拥有能与其相抗衡的机器人技术,我们只能依靠自力更生。 前景光明的机器人应用我国是一个发展中大国,经济的高速发展给机器人技术带来了广阔的应用前景。 随着我国高技术产业的兴起和大中型国有企业的扭亏为赢,将出现一批新兴产业,也将诱发新一轮的投资,工业机器人作为先进制造业的核心必将得到广泛应用。近两年,我国大规模的基础设施建设为混凝土喷射机器人、凿岩机器人、机器人压路机、机器人推土机等机器人化工程机械提供了用武之地。新一代机器人化工程机械如装载机、搅拌机、摊铺机、盾构机器人等正在研究中。21世纪是人类走向海洋,向海洋要资源的世纪,我国的系列水下机器人将承担起海洋探测的重任,为我国开发海洋作出贡献。 通过国家“863”计划的实施,我国机器人产业化已初露端倪,而且发展势头良好。一些企业已看到了机器人的巨大潜力,一汽、华录、海尔、嘉陵、长安等大型企业集团都开 始涉足机器人领域,他们都看到了中国潜在的机器人市场。 抓住时机迎接挑战 加速我国机器人产业化的发展迫在眉睫,我们必须采取相应的措施,才能适应形势。 国家应加大对机器人技术的投人,并制定相应的鼓励政策。机器人是具有创新性的、战略性的、对国民经济和国家安全有巨大影响的高技术,是21世纪经济技术的制高点之一。国家必须投入较多的资金加快机器人技术的研究,同时对有关企业给予一定的优惠政策,以推动我国机器人产业的发展。 我国应组建机器人自动化装备产业集团。随着我国制造业的快速发展,国内对机器人自动化装备的需求越来越旺,国外大的机器人公司已纷纷进人中国市场。尽管总的说来我国的特种机器人性能价格比优于国外,但由于企业规模小,产品比较单一、批量小,缺乏足够的资金实力和企业间的协调能力,因此很难与国际大公司抗衡。我们只有成立具有一定规模的公司,增加投入,在提高产品质量的同时降低成本,创造品牌,才能形成企业的良性发展,在国际市场占有一席之地。 筹建中国机器人协会。现在我们国家拥有二级机器人协会、学会不少,但各个分会针对的重点不同,涉及的人员范围也不同,相互沟通不够,给人一种各行其事的感觉。如果能成立一个中国机器人协会,把现有的二级学会组织起来,通过学术交流、科普宣传、市场调查等活动普及知识、培养人才,推动机器人科学技术的研究和应用水平,将对我国的机器人事业大有裨益。----------------------------------中国工业机器人未来发展会怎样?它能不能大规模应用于生产,被市场所接受?这一直以来就是困扰很多人一个的问题。 中国工业机器人发展长期以来受限于成本较高同时国内劳动力价格低廉的状况,这种局面使得工业机器人应用面十分狭窄。但是随着中国经济近30年的持续快速扩张,人民生活水平不断提高,很多情况已经悄然间发生了变化,这些变化改善了工业机器人的使用环境。 加工制造业作为制造业体制最为灵活,发展最为迅速的部分,它对国民经济有着极大的影响。改革开放以来,加工制造业的发展经历了从80年代的“三来一补”到国内外厂商直接投资开办工厂并同时在国内和国外销售。但是这些在中国的投资和开办的工厂利用的只是中国充足和低廉的劳动力,而它所采用的技术和设备大多来自于国外。虽然劳动力近似无限的供应使得中国制造业在二十世纪末已经发展成为世界工厂。但是这种发展却埋下巨大的隐忧,世界工厂的发展依赖于劳动力能否充足供应。经济持续的增强以及在中国推行了20余年的计划生育,中国劳动力供应格局到现在已经开始发生变化。中国劳动力市场逐步从“买方”市场转移到“卖方”市场,劳动力由供远大于求开始向供求平衡的方向发展。作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。这种市场的变化使得很多劳动力密集行业中的企业为了提高劳动生产率所采用的依靠增加工人数量,延长工人劳动时间的方法反将使其成本越来越高昂,同时这种方法的使用也受到越来越多法律的限制和政策的阻碍。这种从企业微观层面到整个社会宏观层面的改变对于中国企业影响巨大,它促使企业认识到必须采取从改善机器设备入手,提高技术和资金的密集度以尽量减少用工量来应对这种改变。 随着劳动力过剩程度的降低,单个工人的成本上升、对于产品质量更高的要求以及国家对装备制造业的重视,工业机器人及技术在中国得到了政府和产业界的广泛重视。政府努力加快中国装备制造业尤其是工业机器人的发展,使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额,并提供优惠措施鼓励更多企业使用机器人及技术以提升技术水平。产业界也开始重视工业机器人在降低劳动成本、减少劳动风险、提高产品质量中所起的巨大作用。正因为如此,最近几年国内越来越多的企业在生产中采用了工业机器人。不少企业通过采用工业机器人及技术满足了自己的要求,从而提高企业的竞争力。各种机器人生产厂家的销售量都有大幅度的提高。最近四年,很多企业在华的销售量甚至是前面十几年销售量的几倍。德国CLOOS公司在华焊接机器人销售量2000年以前为47台,2000年以后已经突破121台,销售量翻了近三倍。快速发展的工业机器人及技术正被大量应用于工业企业的技术提升。在未来,中国的工业机器人产业将作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。 国家863机器人技术主题自成立以来一直重视机器人技术在产业中的推广和应用,长期以来推进机器人技术提升传统产业,利用机器人技术发展高新产业。机器人技术主题不仅积极推动机器人产业化应用而且在普通人群中广泛普及机器人知识,增加人们对于各种机器人的了解和认识。使利用机器人技术提升我国工业发展水平,提高人民生活质量成为全社会的共识。----------------------------------------------1,基于符号的机器人学诞生与发展的简要历史 工程学科的一个共同点是:先有工程实践。机器人学的诞生也不例外,是随着工业机器人的诞生与发展而进行的,直至七十年代,工业机器人整个系统基本定型,发展主要在于单元器件性能的逐步改进。这时机器人学向深度和广度发展,成为一门非常综合和活跃的学科,这也是工程性质学科的另一个共同点:到一定时期,理论将超前于工程实践。George C. Devol于五十年代中期发明工业机器人,是可重复编程的PTP控制的操作手,和Jeseph 共同发展这一全新工具概念后,于1959年成立第一家工业机器人公司Unimation lnc.启发工业机器人发明的前期工作是二战中开始的主从控制的遥控机器人的开发,主要用于放射性物质的处理。 工业机器人发展的主要历史事件如下: 1954年:美国,发明可编程机器人,专利号2988237 1959年:美国行星公司制造第一台商用机器人 1960年:美国Unimation公司成立 1970年:Victor Sheinman验证Starford Manipulator 1971年:日本工业机器人协会成立 1974年:美国Cincinnati Milaeron公司推出第一台小型机控制的机器人T3 1976年:Ralph Bolles发展了机器人编程语言AL 1978年:Unimation公司推出可用于装配的通用机器人PUMA 1978年:日本,牧野洋发明SCARA装配机器人 机器人学研究的主要事件有: 1954年:Denavit和Hartenberg(1954)提出用于表达空间杆件几何关系的一般方法,可用于解机器人正运动学 1962:Ernst(1962)和Boni(1962)分别研究带触觉和压觉传感器的机械手 1964:Uicker(1964)的博士论文研究了空间杆件的动力学 1968:Pieper(1968)的博士论文中用代数方法解逆运动学问题 1968:McCarthy(1968)在Stanford AI Lab研究带摄像机、麦克风的机器人,能根据人的指令发现并抓取积木 1971:Kahn和Roth(1971)研究机器人的最少时间控制 1972:Paul(1972)研究关节空间轨迹规划 1973:Bolles和Paul(1973)用装有视觉和力觉的Stanford arm完成水泵装配 1974:Bejezy(1974)研究机器人的动力学和计算力矩控制 1976:Bolles(1976)发展了机器人编程语言AL 1979:Paul(1979)研究了笛卡尔空间的轨迹规划 1979:Lozano—Perez和Wesley(1979)研究机器人避障问题 1981:(1981)出版第一本机器人学课本,“Robot Manipulator:Mathematics,Programmings and Control” 这些事件的选择标准是该项研究开创性的。但是,虽然1954,1964二事件是机器人运动学和动力学的基础,但并不是专门为机器人学研究的。 1978年PUMA通用工业机器人的诞生可看作是工业机器人的成熟,直到现在,工业机器人的整个机械结构,驱动,控制结构,编程语言均和1978无本质差别。 1981年机器人学课本的出版标志着该学科的成熟,Denavit和Hartenberg(1954),Pieper(1968),Paul(1972),Bolles(1976),Paul(1979)等人的研究对工业机器人的成熟作用巨大。 由于学科发展的主要驱动力是求新求深,进入八十年代,机器人学的发展主要向广度和深度发展,主流也渐离工业背景。但由于机器人学是工程学科,太偏离实际肯定要受到制约,也即受到市场驱动力的制约,如那么多的机器人控制和智能方面的研究,但无一实用,这方面的研究肯定要萎缩。这几年,机器人学界意识到这一点(也即研究经费减少了),开始把注意力投向新的工程主题。基于行为的机器人学和生物机器人学将把机器人学推向新的发展时空。2, 基于符号的机器人学的主要研究内容 参照等(1988)的经典机器人学课本,传统机器人学的研究内容为: ·运动学 ·动力学 ·轨迹规划 ·操作手控制(包括位置与力控制) ·机器人传感器 ·路径规划与任务规划 以上内容均在笛卡尔空间对机器人或环境用符号进行描述(关节空间可映射至笛卡尔空间),然后实施规划和控制,这部分机器人学称之为基于符号的机器人学是恰当的。另外机器人路径规划和任务规划是与基于符号的人工智能特别相关的部分,这部分内容也称之为智能机器人学或基于人工智能的机器人学,基于符号的人工智能引起的危机自然也是它的危机。 进入十年代后,机器人学向深度和广度发展的研究有: ·多机器人系统的运行学、动力学、运动轨划、控制和协调等问题 ·冗余度机器人的运动学、动力学、运动规划和控制问题 ·弹性机器人的运行学、动力学、运动规划和控制问题 ·复杂环境中机器人的基于多传感器的信息处理与任务实现问题 向广度发展的研究为: ·移动机器人的结构、传感器、控制与任务规划等 爬行,步行,飞行,水下,轮式,履带式等等能移动的机器人均是移动机器人,够成非常丰富的研究内容,由于机器人在工作空间中移动,首要问题即是避障与导航。由于移动机器人需要具有在动态环境中的自主运动和作业的能力,另一术语自主机器人也主要指移动机器人。 由于移动机器人的工作环境(动态的,不确定的)与工业机器人的工作环境(结构化的)完全不同,也就需要新的理论,正是这方面的工程需要诞生了基于行为的机器人学及向生物机器人学的发展。3,什么是基于行为的机器人学? 基于行为的机器人学反对抽象的定义,因此采用场景化、具体化的解释更适合该领域的哲学思想,下列表是基于行为的机器人学和基于符号的机器人学在各方面的比较。 特征项 基于行为的机器人学 基于符号的机器人学 研究对象 非结构化环境工作的自主机器人 结构化环境工作的机器人 环境特点 动态的、不确定的、复杂的 确定的、预知的、简单的 传感信息的处理 分布式直接处理,不抽象、不定义 集中式融合处理,抽象、定义 对环境的处理 无中心模型,无中心表达 有模型,有中心表达 行为序列的产生 行为序列由目标、操作场景和机器人之间的交互作用而突现产生 根据给定的任务预先进行精确的规划 行为控制 自组织、分布式 中央控制或隐形中央控制 信息处理方式 并行、计算量极小 串行、计算量极大 任务实现 由自组织行为和环境交互作用的突现行为实现 由算法实现 系统结构 由行为模块并行组织,分层结构动态突现 由功能模块串行组织,结构固定不变 系统理论 主要用语言表达,难以形式化,强调具体化、场景化证实 主要用符号表达,便于分析,多用仿真基于行为的机器人学的重要研究内容是系统结构而不是算法,基于行为的机器人在非结构化动态环境中的性能非常优越,用基于符号的机器人学设计的类似的机器人无法达到如下性能: ·高速度,高灵活性。在动态复杂环境中的移动速度可达到2米/秒。 ·高柔性。迅速适应变化的内外部约束。 ·高鲁棒性。可以承受局部损坏。 ·高效性。软件代码可以是传统的几百分之一,硬件可以是传统的几十分之一。 ·经济性。价格是传统的十几分之一。 ·简易性。没有机器人学正规训练的人也能很快操作。 ·可扩展性。很少改变原有系统便可增加性能。 ·可靠性。分布式自组织并行工作,可靠性强。4,生物机器人学,新的研究共同体 进入九十年代,机器人学研究中出现了许多新名称,如:基于行为的机器人学(Brooks,1991a),进化机器人学(Harvey,92),非笛卡尔机器人学(Gomi,1996),认知机器人学(Brooks,1997)等等。其中,进化机器人学主要研究当前环境行为进化,非笛卡尔机器人学和基于行为的机器人学研究类似的内容,认知机器人学是Brooks新提出的概念。因为Brooks一直领导着这个新的领域,有必要解释这个概念的背景。Brooks研究组研制基于行为的机器人取得很大成功后,(Brooks和Stein,1993)开始进行机器人的最高形式--仿人机器人的研究,主要是想实现其智能一步步累积的思想,更把研究面向人类认知问题,当时建立了很大的研究计划,至1996年底(Brooks,1997)报告了该计划的研究成果,显然,该计划从经费、技术和研究思想上遇到大挫折,目前还停留在单元模块的制造和研究上,在研究思想上,由于系统结构还是基于SA设计,由第三章的分析,根本是不会成功的。从技术上说,人从机体、感觉到大脑,远比想象的复杂,完全模拟人的行为,进一步拥有人的能力,还是长远的研究目标,从研究思想上,Brooks的智能累积思想(1991a)是行不通,一方面Brooks仍采用整体智能的概念,另一方面,智能的进化包含生物基础的进化,并不单纯是行为层次的增加。尽管如此,Brooks的研究计划引起世人注目,因为以前的类人机器人主要是机构的研究,最复杂是早稻田大学加藤一郎研制的会演奏钢琴的机器人,是传统控制方式的杰作,Brooks是第一个用基于行为的方法研制仿人机器人,已制成头眼手模块。德国GMD和日本东京大学也开始这方面的研究。虽然研究计划遭到挫折,但(Brooks,1997)提出了认知机器人学的概念,并把它作为基于行为的机器人学的进一步发展。他把身体形态、动机、一致性、自适应、发展、大脑机理等作为研究主题,可以看出,Brooks想把研究类人机器人作为基于行为的机器人的发展,他所说的认知机器人学即是对类人机器人的研究,也没有提出系统的理论,只是研究对象复杂了。 通过以上分析,进入九十年代,许多研究人员从生物学中寻找启发来开拓机器人学的新方向,主要推动力量是Brooks建立的包容结构理论,许多研究者也发现了包容结构的局限性,在它基础上很难再进行进一步的研究,上一章提出的GBA作出了很大的发展,GBA是一个开放的系统,在GBA的基础上,行为学习、行为进化等等均可以系统地进行研究,同时又面临许多新的问题,如更为有效的驱动系统、传感器,复杂学习问题,计算工具问题,思维问题等等,单一地面对某一问题,如,当前环境行为进化,或认知,都不利于机器人学新的发展,有必要把它们都统一到生物机器人学的范畴中,因为它们的思想基础都是统一的,另外,生物机器人学也不是基于行为的机器人学的发展,而是一种包容,以构成新的研究共同体,以深入、综合的视野拓宽机器人学研究的新时代。 生物机器人学的研究对象是:动态的不确定的环境中工作的自主、半自主的机器人。研究方法是:从生物系统的各个层次获得启发,动态平行应用从上向下和从下向上的研究方法,也即太极研究方法,更多地运用综合策略。 主要研究内容如下: (1)仿生物机构、驱动器、传感器 (2)仿生物计算工具 (3)系统结构与智能结构 (4)意识、动机、情感、成长、相互作用、技能、语言、学习、知识、知觉、行为实现、思考等认知能力 (5)系统设计与制造 这样,生物机器人学就有了明确的指导方向,包容性也很大,如(Harvey,1992)提出的进化机器人学主要研究认知能力中的成长问题,采用动态神经网作为计算结构和工具,认知机器人学也主要针对认知能力中的几个因素。需要指出的是系统结构和智能结构是生物机器人学的基础,认知能力也需要在这个基础上实现。基于行为的机器人学主要研究了系统结构以及行为实现和相互作用问题。显然,生物机器人学能把已进行的该方向的所有领域都包容进来,并能促进和指导进一步的研究,同时避免犯局部性的错误。特别是,在研究方法上得到了和谐统一,一味从下向上的还原主义的研究方法容易犯机械论的错误,如目前发展的神经网络,难以产生高层行为,一味从上向下的研究方法容易脱离实际,如基于符号的机器人,难以适应环境。

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