1、智能制造基础与应用 第七第七章章 智能化智能化产品与服务智能产品与服务智能化化第一节智能化家居第二节智能化仪器仪表第三节智能化汽车第四节智能化穿戴设备第五节智能化产品的远程服务应用智能化家居智能化家居1 1 第一节从个人3D打印设备到智能汽车，各种智能产品在最近几年年份爆发。目前市场上的智能产品主要有智能工业产品、智能交通产品、智能医疗产品、智能终端产品、智能家居产品、智能物流、金融产品、智能电网以及其他智能产品等。无论多炫酷的科技，最终都是要服务于人类、融入日常生活。重点智能产品市场化进程一、智能家居基本概念数字智能家居，又叫智能家居或智能住宅。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯
2、息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。二、智能家居国内发展现状1994年-1999年萌芽期萌芽期开创期开创期徘徊期徘徊期融合演融合演变期变期 2011年-2020年 2000年-2005年 2006年-2010年三、数字智能家居系统功能简述智能家居智能家居系统功能系统功能DHS数字影院系统DHS背景音乐系统DHS安防监控系统DHS智能照明系统DHS电器控制系统DHS电动窗帘控制系统DHS网络中心系统四、智能家居系统控制方式智能化仪器仪表智能化仪器仪表2 2 第二节
3、在计算机技术和微电子技术的不断发展推动下，仪器仪表技术不断的进步，相继诞生了PC仪器、虚拟仪器等微机化仪器及自动测试系统，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。对智能仪器仪表的结构、特点及应用进行了简单的介绍。一、智能仪器仪表概述微处理器在20世纪70年代初期问世不久，就被引进电子测量和仪器领域，所占比重在各项计算机应用领域中名列前茅。在这之后，随着微处理器在体积小、功能强、价格低等方面的进一步的发展，电子测量与仪器和计算机技术的结合就愈加紧密，形成了一种全新的微型计算机化仪器。由于这种含微型计算机的电子仪器拥有对数据的存储、运算、逻辑判断、
4、自动化操作及与外界通信的功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器，以区别于传统的电子仪器。近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理方面发展，并具有模糊判断、故障判断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等功能，使智能仪器向更高的层次发展。由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力，目前已成为仪器仪表发展的一个主导方向。并对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等产生了极其深远的影响。二、智能仪器仪表的结构智能仪器仪表实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路.其中主机电路用来存储程
5、序、数据并进行一系列的运算和处理，它通常由微处理器、程序存储器、数据存储器及输入/输出(I/O)接口电路等组成，或者它本身就是一个单片微型计算机；模拟量输入/输出通道用来输入/输出模拟信号，主要由A/D转换器、D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系，主要由仪器面板中的键盘和显示器组成；通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命令，目前生产的智能仪器一般都配有GP-IB等通信接口。三、智能仪器的主要特点与传统的电子仪器相比较，智能仪器具有以下几个主要特点：1.智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋钮式或琴键式切换开关来
6、实施对仪器的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不在相互限制和牵连。2.微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。3.智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力地改善了仪器的自动化测量水平。4.智能仪器具有友好的人-机对话能力，使用人员只需通过键盘输入命令，仪器就能实现某种测量和处理功能。5.智能仪器一般都配有GP-IB或RS232等通讯接口，使智能仪器具有可程控操作的能力。四、智能化仪器仪表的应用 1.在仪器仪表结构、性能改进中的应用；2.在虚拟仪器结构设计中的应用；3.3.仪器仪表网络化中的应用。智能仪器仪
7、表是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合。作为智能仪器核心部件的单片计算机技术是推动智能仪器仪表向小型化、多功能化、人工智能化方向发展的动力。可以预见,不久的将来,各种智能化仪器仪表会应用于社会的各个领域。智能化汽车智能化汽车3 3 第三节智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。一、.无人驾驶汽车技术不少国家在开发无人驾驶汽车技术。这样的汽车并非科幻电影中的道具，英国2010年就在部分机场投放这种无人驾驶汽车。在不久的将来，
8、英国政府将修建专门的无人驾驶汽车公路：或者在一般公路上开辟无人驾驶汽车快速通道。有关专家表示，在解决城市交通问题上，无人驾驶汽车因不用司机而成本更低，而且这些汽车采用电力驱动，更加环保。无人驾驶汽车可和城市交通指挥中心联网，选择最好的路线，有效避免塞车。英国无人驾驶汽车法国无人驾驶汽车德国无人驾驶汽车谷歌无人驾驶汽车二、汽车导航技术1.基本组成 汽车 GPS 导航系统由两部分组成：一部分由安装在汽车上的 GPS 接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星进行联系。计算机控制中心是由机动车管理部门授权和组建的，它负责随时观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情况。GPS
9、导航示意图2.基本功能 整个汽车导航系统起码有两大功能：一个是汽车踪迹监控功能，只要将已编码的 GPS 接收装置安装在汽车上，该汽车无论行驶到任何地方都可以通过计算机控制中心的电子地图上指示出它的所在方位。汽车导航系统框图3.GPS工作原理24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。GPS卫星示意图三、新能源汽车技术新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。电动汽车
10、原理图电动汽车充电空气动力汽车飞行汽车 Avrocar AirCarX-HawkPAL-V智能化穿戴设备智能化穿戴设备4 4 第四节“智能化穿戴设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、眼镜、服饰等。1.iwatch苹果智能手表iwatch苹果智能手表采用曲面玻璃设计，可以平展或弯曲，内部拥有通信模块，用户可通过它完成多种工作，包括调整播放清单、查看最近通话记录和回复短信等。当然，它内部采用的自然是本家的iOS系统。2.智能手环智能手环是新兴起的一个科技领域。它可以跟踪用户的日常活动、睡眠情况和饮食习惯，将数据与iOS/Android设备、云平台
11、同步，帮助用户了解和改善自己的健康状况，分享运动心得。如动动手环、FashionCommL28-C运动手环等皆属该列。3.谷歌眼镜谷歌眼镜本质上属于微型投影仪+摄像头+传感器+存储传输+操控设备的结合体。它可以将眼镜、智能手机、摄像机集于一身，通过电脑化的镜片将信息以智能手机的格式实时展现在用户眼前。4.BrainLink智能头箍BrainLink是由宏智力专为IOS系统研发的配件产品，它是一个安全可靠，佩戴简易方便的头戴式脑电波传感器。它可以通过蓝牙无线链接手机、平板电脑、手提电脑、台式电脑或智能电视等终端设备。配合相应的应用软件就可以实现意念力互动操控。5.太阳能比基尼SolarBikin
12、i这款比基尼可以通过装配的光伏薄膜带，吸收太阳光并将能量为电能，然后为自己的智能手机或者其他小型数码产品进行充电。而且它并非是一件摆设，它也是一件真实的泳衣，女性可以在水中游泳，待她们上岸后将泳衣晒干后便能充电。6.社交牛仔裤SocialDenimReplay推出了第一款具有社交功能的牛仔裤。这种牛仔裤支持蓝牙功能，可以将牛仔裤跟智能手机进行连接，你只需要点击前面口袋的小装置就可以进行即时通讯，方便用户更新Facebook上的信息，另外它还可以实时你的情绪，追踪、分享个人的幸福感。7.卫星导航鞋绿野仙踪给英国设计师多米尼克威尔考克斯带来了灵感，发明了这款带有GPS功能的皮鞋。这双鞋的脚后跟拥有
13、一个非常先进的无线全球定位系统，通过USB来设定目的地。这款能够的皮鞋使用起来也非常方面，当需要的时候，鞋跟轻轻敲击地面即可。8.可佩戴式多点触控投影机微软研究院推出了一款新的可佩戴式多点触控投影机，可将任一平面变成可触控显示器。智能化产品的远程服务应用智能化产品的远程服务应用5 5 第五节图片三一重工集团主营混凝土机械、路面机械、桩工机械、履带起重机械等工程机械，混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率国内第一，泵车产量世界第一。在全球制造业向工业4.0迈进之际，三一重工也在积极谋求向智能制造转型，打造本土工业物联网开放平台。三一重工工业物联网发展基本可以分为三个阶段：1.早期物联网探索阶段。2
14、.物联网大规模应用阶段。3.大数据和云平台阶段。三一重工已经形成的5000多个维度、每天2亿条、超过40TB的大数据资源，基于这些数据，开展的大数据应用主要在以下几个方面：一是预测宏观环境。三一重工与清华大学合作，推出了“挖掘机指数”，显示设备的施工时长和开工率等数据，根据开工率数据预测下个月固定资产投资增量，在一定程度上可以反映中国宏观经济走势。根据每个省数据情况，发现各省固定资产投资走向，实时分析区域市场变化，指导营销。二是分析产品结构。建立基于数据分析的研发模式，可以发现哪种型号的产品更受欢迎，对于基于市场定位的产品研发有较强参考价值。三是预测设备故障。在设备出现故障征兆时提前维护，目前在出现故障的设备里有50%可以事先预测，减少了客户的损失。四是预测配件需求。通过设备运行状况研究其跟配件消耗之间有什么样的关联，建立起预测模型，可大大降低企业生产成本。
