引言

隨著信息技術的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術應用范圍更加廣泛。物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)技術主要是通過射頻識別(RFID)等傳感設備，按照通信協(xié)議要求，實現(xiàn)物品的識別、定位和在線監(jiān)控等功能。為響應國家節(jié)能減排的號召，鋰電池作為新型綠色能源，在國家“十二五”期間將越來越多地應用在電動汽車、儲能電站等行業(yè)。因此，弓進物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)鋰電池信息在線查詢、電池智能分選、智能倉儲管理及在線監(jiān)測查詢等功能，成為未來行業(yè)發(fā)展的熱點。

1系統(tǒng)概述

物聯(lián)網(wǎng)指的是將信息傳感設備(如射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、射頻閱讀器等裝置)與互聯(lián)網(wǎng)結合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡連接在一起，以自動、實時地對物體進行識別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應事件。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的技術架構可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層，圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的技術架構圖。

其中，感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關構成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、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)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(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)需求結合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。

2鋰電池行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)方案

2.1電池信息查詢

利用一維條碼和RFID技術，在生產(chǎn)工序建立電池生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)物料信息和電池測試信息的追溯功能，可對電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)從配料到半成品工序實現(xiàn)“人、機、料、法、環(huán)”等環(huán)節(jié)全方位記錄和監(jiān)控。

針對電池生產(chǎn)數(shù)據(jù)量大、實時處理、計算和操作較為復雜等因素，本系統(tǒng)采用基于.NET的C/S體系結構，系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)操作和運算能力。該系統(tǒng)所有邏輯業(yè)務采用VisualBasic.Net面向編程技術和SQLSever2000數(shù)據(jù)庫技術及條碼技術設計與實現(xiàn)，可在不同生產(chǎn)工序開發(fā)客戶端軟件，實現(xiàn)單體電池物料信息和生產(chǎn)信息的采集和上傳。

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)流程，本系統(tǒng)功能模塊與企業(yè)ERP對接，其功能主要包括電池基礎信息管理、計劃管理、物料管理、單體電池管理、成品電池管理、電池標識管理和查詢管理等。

2.2電池智能分選

根據(jù)客戶要求，利用電池信息數(shù)據(jù)庫、條碼技術及分選運算軟件，自定義添加分選條件，實現(xiàn)電池智能分選。其中，系統(tǒng)控制單元主要完成分選參數(shù)、算法運算、信號輸出與動作執(zhí)行信號等功能。數(shù)據(jù)傳輸采用RS-485接口，采集到條碼信息后，分選系統(tǒng)控制部分對數(shù)據(jù)進行運算和處理，并將信號發(fā)送至分選設備執(zhí)行系統(tǒng)，完成電池分選工作。

2.3智能倉儲系統(tǒng)

智能倉儲主要由入庫、出庫、盤點、分揀等環(huán)節(jié)組成。成品電池附有RFID標簽，標簽內容包括產(chǎn)品ID、類別、測試信息、物料批次等信息。在倉庫入口/出口處安裝射頻標簽閱讀器，產(chǎn)品入庫/出庫時，閱讀器讀取電池條碼信息，并在立體庫系統(tǒng)中更新，實現(xiàn)單體電池、托盤及庫位的綁定。

業(yè)務系統(tǒng)基于Internet環(huán)境，采用C/S體系結構，基于Java平臺設計實現(xiàn)WMS業(yè)務，系統(tǒng)包括用戶信息管理、基礎數(shù)據(jù)維護、倉庫作業(yè)管理、數(shù)據(jù)查詢中心、任務管理、日志管理和接口管理。

3電池管理系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應用

3.1GPS定位功能

電池組中每支電池配有唯一ID號的RFID標簽，RFID標簽和閱讀器構成物聯(lián)網(wǎng)基本節(jié)點，通過閱讀器能讀取電池制造信息、成組測試信息等關鍵指標。閱讀器內置3G通信接口，通過移動網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)，將鋰電池的ID信息、地理位置，維修信息等發(fā)送至管理系統(tǒng)服務器，實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的GPS定位功能，具有一定防盜功能。

3.2數(shù)據(jù)監(jiān)測功能

結合物聯(lián)網(wǎng)技術，開發(fā)相應內置RFID芯片，同時通過ZigBee技術將實時采集的數(shù)據(jù)反饋至BMS監(jiān)管平臺。系統(tǒng)每隔1min將采集的電流、電壓和剩余電量繪制出鋰電池組充放電折線圖，并將數(shù)據(jù)上傳至管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，便于技術人員實時準確地掌握電池運行狀態(tài)。

3.3換電運營模式

通過在電池管理系統(tǒng)安裝內置芯片，將車行里程器納入物聯(lián)網(wǎng)。汽車進站時，換電站內閱讀器讀取車程里程信息，同時將信息發(fā)送至運營管理中心數(shù)據(jù)庫。換電站實現(xiàn)電池信息聯(lián)網(wǎng)，當車載電池管理系統(tǒng)駛入其他站點時，閱讀器讀取電池里程信息，判斷電池狀態(tài)，實現(xiàn)電池換電服務。針對繳費問題，可通過安裝非接觸式RFID芯片，并在電動汽車運營管理系統(tǒng)建立用戶繳費信息，實現(xiàn)換電時自動扣款功能。

4結語

正如“智慧地球”概念的描述，將鋰電池行業(yè)引入物聯(lián)網(wǎng)概念，可通過物物相聯(lián)的巨型網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)智能交通、智能安防、智能監(jiān)控、智能物流以及智能在線診斷等功能，因此,可以預見，物聯(lián)網(wǎng)必將改變未來人類的生活方式，成為未來的行業(yè)發(fā)展趨勢。

20211021_6171505a56a21__物聯(lián)網(wǎng)技術在鋰電池行業(yè)的應用