航天航空的意义精品(七篇)

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关键词：工业电气自动化；生产效率；实践应用；建议

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.041

电气自动化其中主要包含的技术有计算机技术、电力技术及电子技术。随着我国社会主义市场经济的迅速发展，我国工业呈现高速发展趋势。在工业高速发展的背景下，工业电气自动化成为了工业发展必然趋势。工业电气自动化对工业生产效率的提高具有一定的促进作用，从而在工业中得到广泛的使用。为了有效提升工业电气自动化水平，需要加强工业电气自动化生产中的应用探讨。鉴于此，本文通过对电气自动化发展现状加以分析，进一步探讨工业电气自动化的实践应用意义重大。

1 电气自动化发展现状及发展趋势

随着我国社会主义市场经济的迅速发展，电气自动化的应用有效提高了工业生产效率，在工业中得到广泛的使用。有关电气自动化发展现状及发展趋势的主要内容如下：

1.1 开放式的平台发展

随着科学技术的发展，计算机技术同样取得了一定发展。工业为了提高生产效率，在工业电气自动化管理上进行了加强。计算机平台为了工业管理提供了良好的视窗，其主要有便于操作、有利于日常的维护管理等特点。随着PC系统的在计算机中的应用，使得平台更具灵活性，逐渐得到广大用户的认可。在这个开放式的计算机平台中，工业电气自动化管理得到了较好的发展。在平台基础上，工业电气自动化系统发展策略主要有以下二点。其一是通过统一性系统的开发平台对单个自动化项目周期进行设计、测试及实施等多个环节，在整个过程中，极大的满足了操作需求，同时有效对时间及物资进行了节约；其二是通用型网络构造[1]。从电气自动化角度来看，通用型的网络构造具有十分重要的意义。通用型网络构造有效促进了现场控制设备之间数据的联系，在一定的程度上，使得工业计算机网络监控系统实施工业监控得到了有效的保障。此外，在系统网络进行规划的过程中，通用型网络构造能够使得办公自动化的控制得到有效的保障。

1.2 电气自动化发展趋势

进入21世纪以来，我国工业呈现高速发展趋势，从现代工业发展的角度来看，工业实现电气自动化发展是必然趋势。电气自动化在工业中的应用，有效降低了工业生产成本，减少了工业生产劳动力的使用，极大的节约的有限资源，因此在工业发展过程中，电气自动化得到了推广使用[2]。随着我国科学技术的发展，工业电气自动化的自主开发逐渐加快，有效缩短了我国与发达国家的自动化水平距离，从而有效促进了我国社会主义市场经济的发展。实现工业电气自动化就离不开信息技术，信息化技术对实现网络技术与设备的结合具有一定的促进作用[3]。综上考虑，从工业电气自动化展角度来看，现代分布式及开放式信息化是目前工业电气自动化发展的必然趋势。

2 工业电气自动化的实践应用

在工业高速发展的背景下，工业电气自动化成为了工业发展必然趋势。工业电气自动化对工业生产效率的提高具有一定的促进作用，从而在工业中得到广泛的使用。具体内容如下：

2.1 在航空航天领域中的应用

随着我国科学技术的迅速发展，航天航空发展也呈现高速发展趋势。此前，航天航空的生产主要依靠劳动人力完成，产品生产过程中存在着较多问题，主要是产品质量得不到有效的保障，同时产品的生产效率低下。工业电气自动化在航天航空的应用，有效提高了产品的质量及产品生产效率，有效的降低了劳动力的使用，从而降低了工业生产成本，有效提高了同等环境下的企业市场竞争力。鉴于此，航天航空企业实现电气自动化具有重要意义。航天航空制造企业在生产制造过程中，电气自动化有效实现了工业机器人操作，具有操作精确度高、适用性强等优点，可以进行复合材料的点焊，对复合材料进行无伤工作，为航天航空企业的发展提供了新的技术基础[4]。此外，电气自动化技术有效解决了航天航空产品生产遇到的难点，从而有效促进了航天航空企业的发展。

2.2 在建筑行业中的应用

随着我国社会主义市场经济的迅速发展，城市化脚步加快，我国建筑行业呈现高速发展趋势。在国民经济结构中，工业经济是尤为重要的一部分，因此加快工业中的建筑行业发展显得尤为重要。从建筑行业发展的角度来看，实现电气自动化的智能化建筑业是建筑行业发展的必然趋势。电气自动化的智能化建筑业主要具有对建筑施工建设人力物力的优化优点。建筑业中自动化应用较为广泛的是实现大楼自动化、通信自动化及办公自动化，例如，通信自动化主要指通过语音信箱或者语音应答系统实现大楼的语音通信的顺畅[5]。在此基础上，现代大楼施工建设需要提倡绿色环保，电气自动化的应用有效节约了建筑建设资源使用。总而言之，电气自动化在建筑行业应用广泛，且价值作用较高，需重视电气自动化的应用。

2.3 在钢铁企业中的应用

随着城市化建设脚步的加快，建筑所需要的钢铁需求量逐渐增加，为了有效提高钢铁产品生产效率，从钢铁企业发展的角度来看，电气自动化的应用显得尤为重要。为了使得钢铁在生产管理控制具有科学性及合理性得到有效的保障，需要通过电气自动化实施钢铁生产模拟，对钢铁整个生产经营过程中进行分析。模拟主要通过使用现代多媒体技术，结合钢铁企业的制造模子，从而对钢铁生产加工制造各个环节进行模拟，改变了传统钢铁企业的生产经营模式，初步形成了现代生产经营模式，使得电气自动化的钢铁加工生产得到有效的保障。在模拟基础上，管理钢铁加工生产制造过程中，需要在计算机上对钢铁模子进行设计，同时加强相关专家技术研究等，以此促进钢铁企业的加工生产制造自动化水平的提高，从而有效提高钢铁加工生产制造速度。钢铁企业的生产成本管理过程中，充分利用电气自动化技术，按照设计参数，对钢铁企业的生产过程进行优化，有效解决在钢铁生产过程中出现的问题，从而实现钢铁企业经济效益的最大化。此外，在钢铁生产制造过程中，需要加强管理钢铁企业机械设备，主要是进行事故

预测、分析机械设备故障原因，在机械设备运行过程中，利用电气自动化技术，对机械设备的运行状态进行时时监控管理，通过计算机进行远程控制管理，对机械设备存在的安全隐患及时进行故障分析，并且采用合理有效的维护措施，使得钢铁企业的经济损失实现最小化。在此基础上，采取有效养护管理措施，使得钢铁企业日常正常生产得到有效的保障。

3 结语

综上所述，随着我国社会主义市场经济的迅速发展，我国工业呈现高速发展趋势。从工业发展的角度来看，工业实现电气自动化是必然趋势。工业电气自动化有效提高了企业生产的效率，有效降低了生产成本，从而在工业中得到推广使用。为了使电气自动化在工业生产制造中的应用水平得到提高，一方面需要对电气自动化发展现状及发展趋势加以分析，另一方面需要加强工业电气自动化的实践应用探究。经过以上方面的研究，定能为我国工业发展奠定夯实的基础。

参考文献：

[1]鲍杰.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用探析[J].科技与企业，2015（03）：93.

[2]罗春芳.变频调速技术及其在制药工业电气自动化控制中的应用[J].企业技术开发，2015（11）：49-50.

[3]郝隆杰.刍议电气自动化控制技术在工业生产中的应用[J].电子技术与软件工程，2015（17）：141.

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关键词：复合材料结构件；固化成型；工艺参数；控制

随着复合材料结构件的应用范围越来越广泛，其固化成型工艺要求越来越高，研究其参数控制凸显出重要意义。作为一向实际应用效果良好的结构件，复合材料结构件得到了长足的发展和进步。该项课题的研究，将会更好地提升其实践水平，从而有效优化复合材料结构件的整体水平。

1 复合材料结构件概述

复合材料结构件具有较高的耐腐性、刚度、强度等优势，在航空领域发挥着非常重要的作用，如飞机承力结构件、方向舵、垂直和水平尾翼、舱门、阻力板、发动机机罩等都采用了复合材料结构件[1]。同时，飞行器利用复合材料结构件的可设计性和良好物理性能，有效降低了生产成本，使整个飞机结构减轻了20～40%的重量，而复合材料结构件的应用状态对于整个飞行器运行状态有着重要影响，其应用部位和材料用量是评价一个飞行器结构科学、合理的重要指标。另一方面，应注意复合材料结构件的一些缺点，在操作使用或者维护不合理的情况下，受到弹伤、雷击、鸟撞等因素影响，复合材料结构件易发生断裂、破孔、裂纹、缺口、分层等缺陷，在一定程度上影响飞机的动态和静态运行性能。

2 复合材料结构件固化成型工艺

（1）手糊。手糊固化成型工艺适用于形状结构复杂、面积较大的复合材料结构件，其主要是按照标准的铺层方法，将浸润在胶水中的胶布分层糊在模具上，然后进行加热固化，这种固化成型工艺的操作使用方法比较简单，但是效率较低；（2）缠绕。缠绕固化成型工艺适用于方管、锥管、圆管等结构件中，在缠绕机上放上芯模，将结构件缠绕成型以后，然后进行加热固化，最后将芯模取出，加工成制品；（3）模压。模压适用于质量要求高、尺寸小、形状结构复杂的复合材料结构件，在专用模具中将预浸料填充密实，结合进行合模，采用标准加工工艺，最后加热固化。

3 复合材料结构件固化成型工艺参数控制研究

复合材料结构件固化成型工艺参数控制主要包括保温时间、升降温速度、压力、温度等。固化成型工艺从本质上是一个对复合材料结构件加压、加热的过程，使纤维和热固性树脂相结合，从而形成复合材料结构件。因此，固化成型工艺参数控制对于复合材料结构件质量有着直接的影响。

（1）热压机压力、温度和操作控制。在使用热压机过程中，应结合实践经验和具体情况，严格控制热压机运行工艺参数，在加热过程中，下层和上层加热板温度应明显高于中间层加热板温度，结合复合材料结构件的形状、结构和设计要求，合理把握热压机加热时间。对于复合材料的碳纤维制品，在使用固化工艺时，按照工艺参数要求，当碳纤维制品温度达到130摄氏度时再进行一次加固，但是在实际操作应用中，在碳纤维制品温度达到120摄氏度时必须增加5MPa压力，否则碳纤维制品一旦形成胶凝态，再加压已经没有效果。同时，结合不同季节的温度变化，合理控制模具温度和加热板温度之间的温差，夏季应尽量减小温差，冬季应尽量增大温差[2]；（2）烘箱温度控制。复合材料结构件放入烘箱中进行固化成型工艺，会经历两个温度折点，如图1所示，因此在进行固化成型工艺之前，应先了解工艺流程，在保温阶段应保温，在加热阶段应加热，特别注意在温度折点附近时，严禁超温，保障复合材料机构件质量。

在操作过程中，当模具温度低于烘箱温度15摄氏度时不再加温，这时到达第一个转折点，当模具温度逐渐上升，至折点还差4摄氏度时，将烘箱温度调节到115摄氏度，使复合材料结构在第一个转折点周围保持恒温，然后适当延长保温时间，在到达第二个转折点时，持续保温2h，当模具温度达到155摄氏度时，烘箱温度下降到167摄氏度，当磨具温度达到158摄氏度时，烘箱温度调节到162摄氏度，在整个固化成型工艺中，规范记录复合材料结合件温度。另外，还应注意真空泵冷却用循环水水压控制情况[3]，在固化成型操作过程中，冷却真空泵持续通过循环水，确保江循环水水压的稳定正常。

3.3 热压罐压力、温度控制

在外加压、抽真空状态下，热压罐可在短时间内将罐中的温度调整均匀，在必要情况下，热压罐还可强制降温，有效加快固化成型速度，提高复合材料结构件质量。使用热压罐对复合材料结构件进行固化成型，应严格控制加外压和卸掉真空的时间，时间过晚或者过早都会影响结构件质量，对热压罐抽真空可快速抽出低分子气体和挥发物。加外压主要是在胶凝状态下树脂相变，加压时间过早，会导致树脂流失，使得复合材料结构件贫胶[4]，加压时间过晚，复合材料结构件内部会呈现疏松状态，产生气泡或者孔隙，因此应衔接好加外压和卸真空操作。

4 结语

复合材料结构件作为一种新型的材料产品，在航天航空领域发挥着重要作用，固化成型工艺是保障复合材料结构件质量的关键环节，应结合复合材料结构件的实际特性和加工要求，采用合适的固化成型方法，严格控制固化成型工艺参数，规范热压机、烘箱和热压罐的操作使用，不断提高复合材料结构件质量，在未来发展过程中，应继续加大对复合材料结构件固化成型工艺的研究，推动复合材料结构件在更多领域的应用。

参考文献：

[1]杨德桐.复合材料结构件固化成工艺操作及控制[J].航天返回与遥感，2013（02）：53-57.

[2]杨德桐.复合材料结构件固化成型工艺参数控制[J].航天制造技术，2012（05）：10-13.

[3]陈晓静.复合材料构件固化成型的变形预测与补偿[D].南京航空航天大学，2011.

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关键词：急冷；显微组织；Mg-3wt%Nd

我国具有丰富的稀土资源。稀土镁合金的高强、耐热、耐蚀性能不但能进一步增加镁合金材料在汽车、通讯、电子等行业中的应用，也可促进镁合金材料在新领域中的进一步开发，同时还为稀土材料的应用开辟出一个十分广阔的领域， 对镁合金材料和稀土材料的发展都具有极大的推动作用。采用先进工艺生产优质价廉的镁稀土中间合金，开发稀土镁应用合金以提高传统镁合金的诸多性能，用作镁合金的成分开发出具有自主知识产权的一系列先进镁合金材料，新产品，用来代替原材料日益减少的铝及铝合金产品，促进我国国防向现代化，交通工具和信息产业产品向新型工业化方向发展，具有重要意义。

1 试验材料及方法

将纯镁，纯钕（>99.8wt%）进行混合，在纯氩气保护下进行熔融，制备出Mg-3wt%Nd铸态合金。将铸态合金采用熔体旋铸法，制备出横截面积为（0.02-0.03）×（0.8-1.0）mm2的带状合金，铜辊的速度40m/s。

2 试验结果与讨论

2.1 光学显微镜下显微组织检测结果和透射电子显微分析检测结果

Mg-3wt%Nd急冷显微组织可观察到显微组织单一，晶粒细小，主要为过饱和α-Mg固溶体相。铸造Mg-3wt%Nd合金，经过X-射线衍射物相分析，被认定为Mg41Nd5相。因此铸态样品的组织由α-Mg固溶体和分布于晶界不连续的化合物Mg41Nd5组成。稀土元素Nd 在镁中是表面活性元素，集聚在相界，降低了晶界能和相界能，提高了界面的结合力，降低了拉伸过程中裂纹的扩展速率。经过比较可知，急冷的方法可以大幅度减小晶粒尺度，达到细化晶粒的目的。

采用透射电镜（TEM）对Mg-3wt%Nd急冷合金进行观察，可观察到晶粒尺寸均匀细小，由单一的物相α-Mg固溶体组成，与光学显微镜下观察的结果一致，电子衍射分析结果α-Mg为密排六方结构晶体。对铸态Mg-3wt%Nd合金进行TEM观察表明基体中存在着大量的孪晶，且形成了大量的位错，表明孪生是该合金变形的重要模式，并且由此产生了应变强化。

铸造Mg-3wt%Nd系列合金的显微组织Mg-Nd-Gd合金的显微组织观察到，在Mg基体中添加稀土元素Nd、Gd之后，在α-Mg的周围滋生出许多的枝节状的物相，这些枝节状的物相存在于晶界上，也有一些渗入到α-Mg中去了。从Mg-Nd-Gd合金物相分析结果可知，在这种合金中Mg和稀土元素Nd能化合形成化合物Mg41Nd5。

Mg-Nd-Gd-Zn合金的显微组织与Mg-Nd-Gd合金的显微组织相比较发生了较大的变化，晶粒尺寸明显变小，晶粒得到细化，并且在晶界处出现很多的黑色小颗粒，白色物相为α-Mg固溶体。通过物相分析结果知道，在这种合金中，不但Mg和稀土元素Nd能结合成化合物Mg41Nd5，新添加的元素Zn与Mg也形成化合物MgZn5.51，这些物相的形成，破坏了原来元素之间的结合方式，晶粒的尺寸变小。锌在镁中的最大固溶度为6.2wt%，是除铝以外的另一种非常有效的合金化元素，具有固溶强化和第二相强化的双重作用。

Mg-Nd-Gd-Zr合金即在Mg-Nd-Gd合金的基础上加入Mg-Zr中间合金铸造而成。晶粒尺寸与Mg-Nd-Gd合金相比，晶粒明显细化。当合金中Zr含量为（0.6-0.8）wt%时，具有最大的细化晶粒和提高力学性能的作用，Zr在液态中的溶解度很小，液态金属结晶时，Zr首先以α-Zr的质点析出，α-Zr与Mg均属于密排六方晶体，而且晶格常数非常接近，因此液态金属中的Zr就成为合金结晶的核心，从而促使晶粒细化。Zr还能减缓合金元素的原子扩散速度，阻止晶粒长大。

Mg-Nd-Gd-Zn-Zr显微组织显示，这种合金合金化元素最多，晶粒尺寸也是最均匀的，晶粒细化程度是最大的，这是因为加入的合金元素多，形成的多种化合物破坏了原来两种元素间的结合机制，使得整个合金的混乱度增加，结晶时分割、阻碍晶体生长的物相增多，使细化晶粒的效果更加显著。在上面的分析中已经说明元素Zr对镁合金的晶粒细化作用很明显，这里，Zr元素依然起到细化晶粒的作用，这是Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金晶粒细化的又一主要原因。二元Mg-RE合金的室温拉伸性能都很差，不具有作为结构材料应用的意义，其主要原因是这些合金晶粒粗大而导致性能降低，自从发现Zr在镁合金中具有显著的晶粒细化作用之后，解决了这一问题，从而开发了一系列含稀土的镁合金。尽管稀土对铸态镁合金的室温拉伸性能影响很小，但是却显著提高镁合金的高温拉伸性能和蠕变强度，特别是对低铝的Mg-Al合金，这一效果尤为突出。

因此就晶粒细化而言，Zn、Zr均有较强的细化晶粒的作用，相比之下，Zn的作用更强一些，可观察到Zn、Zr都加入合金中，细化效果最佳。Mg-Nd-Gd-Zn、Mg-Nd-Gd-Zn-Zr显微组织可观察到共晶组织，即可发现加入Zn时，有共晶相变发生，产生的共晶组织分割晶体，有较强的细化晶粒效果。

3 结论

通过急冷的工艺方法可以大幅度减小晶粒尺度，达到细化晶粒的目的，同时可以通过快速冷却改变合金的物相构成，铸造状态下的Mg-3wt%Nd合金由α-Mg和Mg41Nd5两相构成，且Nd元素偏聚于晶界处，急冷后形成单一的α-Mg相，两种状态下的材料性能差别很大。在Mg-Nd合金中加入Zn、Zr都能起到细化晶粒的作用，当两者同时加入时能获得更强的细化晶粒效果。

[参考文献]

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【关键词】物联网 互联网 蓄电池 蓄电池修复

物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化。它具有：智能、先进、互联的三个重要特征。而中国物联网校企联盟将物联网的定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。

蓄电池是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理是充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，比如生活中常用的手机电池等。如今，蓄电池占据了人们生活中所用电池的一大部分，但是，由于蓄电池的失效造成了人们丢弃的行为，这样既浪费能源，还污染环境。因此。提高蓄电池的使用寿命应当被重视。

1 物联网

1.1 物联网的概念

物联网（Internet of Things），国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的：即通过射频识别（RFID）（RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。另外，物联网还指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Enabled）的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M）、应用大集成（Grand Integration）、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

1.2 物联网的技术

物联网的技术主要有三种：

1.2.1 传感器技术

这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

1.2.2 RFID标签也是一种传感器技术

RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

1.2.3 嵌入式系统技术

是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3，大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用 。

2 蓄电池

2.1 蓄电池的概念及修复

二次电池又称为“充电电池”，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。市场上主要充电电池有“镍氢”、“镍镉”“铅酸（铅蓄电池）”、“锂离子（包括锂电池和锂离子聚合物电池）”等，又称蓄电池。

蓄电池每充电、放电一次，叫做一次充放电循环，蓄电池在保持输出一定的容量的情况下所能进行的充放电循环次数，叫做蓄电池的使用寿命。蓄电池使用不当或时间太长，就会损坏。电池修复是指通过物理或化学等手段对性能下降或失效的电池进行维修的统称。通过修复能恢复电池的容量，延长电池的使用寿命，提高电池各项性能。

2.2 蓄电池损坏原因

蓄电池中使用最多的是铅酸蓄电池。以铅酸蓄电池为例子，它的工作原理为“双硫酸盐化理论”，其结构部件主要为正极板（PbO2）、负极板（铅钙或铅锑等重金属铅合金）、板栅（金属合金）等，铅酸蓄电池在放电时会形成PbO2结晶体，充电时PbO4中铅离子被还原为金属铅。在正常使用下随着使用时间的增加，电池经过多次充、放电，极板上将在硫酸铅的溶解、重结晶作用下，在电池正、负极板上会逐渐形成一种粗大而坚硬、难于接受充电的硫酸铅PbO4结晶体，这种现象称为“不可逆硫酸盐化”，简称“硫化”。 在极板上由于重结晶作用形成了粗大的硫酸铅结晶，这种结晶导电性差、体积大、会堵塞极板的微孔，妨碍电解液的渗透作用，使蓄电池内阻增大、容量下降，在充电时不易还原成为不可逆硫酸铅，使极板中参加电化学反应的活性物质减少，致使电池无法达到设计的寿命而过早失效，以至报废。所以，电池硫化是铅酸蓄电池电瓶的使用寿命短，过早失效的主要原因。其他种类的蓄电池失效原因与其相差不大。

3 物联网技术的蓄电池智能修复

3.1 基于物联网技术的蓄电池在线故障的检测

蓄电池应用主要难题包括蓄电池安全保护、故障诊断、生命周期管理和防盗等。结合物联网技术与蓄电池保护技术，设计出一款蓄电池 RFID保护板。保护板能够监测和记录锂电池工作时的电流、电压、温度等参数，为锂电池组提供实时的保护。另外，在需要的时候，保护板能够将测量数据通过 ZigBee技术传输至监管平台，为锂电池的故障分析和维修提供决策依据，从而实现锂电池故障的在线测量和远程诊断。保护板通过记录锂电池的出厂、维修、 用户ID等其他数据，同样也能够实现锂电池生命周期管理、安全防盗等管理功能。

物联网系统的技术架构可分为三层：感知层、网络层和应用层。其中，感知层由各种传感器和传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种局域网、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

3.2 蓄电池物联网实现方案

目前蓄电池生产数量大，实时处理、计算和操作较为复杂等因素，采用ZigBee协议的新一代蓄电池综合管理系统RFID-LIBMS，运用最新的物联网无线射频识别RFID技术针对蓄电池的诊断、修复等问题进行系统管理。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络。它的数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的几十米到几百米、几公里，并且支持无限扩展。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的、低功耗的近距离无线组网通讯技术。

无论蓄电池用于那个地方，都应有一个与之匹配的RFID电子标签，该电子标签具有唯一的ID，通过该ID可以在电子信息数据库中查询该蓄电池的详细信息。这些数据是实施蓄电池修复和故障诊断的基础。贴有RFID标签的蓄电池构成了生产物联网的基本节点，其在时空上的分布具有不确定性，并且数以万计。为了获取标签内的信息，在特定站点处设置RFID阅读器，阅读器可通过射频识别技术读写标签中的信息。RFID-LIBMS系统的最上层是“监管层”，实施蓄电池的集中监控和管理，阅读器内置4G通信接口，可以向上接入移动通信网络和互联网络连接监管层，阅读器将蓄电池的信息、地理信息、时间信息及修复记录等打包发送给远端的管理服务器。此外，在蓄电池里安装传感器，传感器可以实时地感应电解液的黏度，如果电解液的黏度高于一定值，那么传感器就会通过阅读器来告知用户，用户可以通过阅读器上的信息，及时地对蓄电池进行修复或是回收，这时，就需要系统的维护功能和修复功能，对蓄电池进行电解液的黏度降低，使蓄电池的自损降到最低，延长蓄电池的使用寿命。

4 总结

通过物联网技术的利用，实现蓄电池寿命的延长，减少蓄电池的丢弃，减少对环境的污染，以达到节约能源的目的。本项目的创新之处主要有以下几点：

（1）创造性地将物联网作为蓄电池的管理系统，实现无线射频网、4G网及互联网的融合应用。

（2）利用物联网技术降低蓄电池的自损，对蓄电池进行修复。

（3）在蓄电池中安装传感器。

（4）系统在保护蓄电池组正常运行的基础上，实现蓄电池组的在线监控与故障远程诊断。

5 展望

针对蓄电池的修复问题，提出了一种基于RFID和ZigBee协议的解决方案。通过对蓄电池的保护，使一些可恢复故障得到实时的保护并进行修复。对不可修复故障，通过远程监控平台，了解情况，及时地进行人工修复。这样，减少了用户的损失，同时提高了管理水平。该方法的实现对环境保护有着重要意义。希望通过以后的技术，改变RFID阅读器不能完全覆盖的问题，并以本文为契机，开展相应的理论和实验研究，攻克其中的关键技术。

参考文献

[1]2014年物联网产业链现状分析[Z].产业洞察研究，2014.

[2]物联网概念的起源及演变[Z].中移物联网，2014.

[3]陈海明，崔莉，谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].计算机学报，2013.

[4]马凯.着力突破核心芯片、智能传感器等一批核心关键技术[J].中国智慧城市，2005.

[5]谢林伟.关于物联网技术在电池全生命周期管理中的应用研究[J].质量与市场，2012.

[6]黄俊宁.基于物联网的锂电池管理系统研究[J].企业技术开发，2011.

[7]王红梅，张晗，贺红.物联网信息化技术在废铅酸电池环境管理中的应用研究[J].环境科学与管理，2014.