機(jī)電一體化表示的設(shè)計(jì)原則是,匯集了電氣工程、控制工程、計(jì)算機(jī)工程以及機(jī)械工程。 如果你曾經(jīng)工作于機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化、控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、汽車工程、消費(fèi)產(chǎn)品、移動(dòng)應(yīng)用程序,或其他類似的領(lǐng)域,那么你可能會(huì)熟悉機(jī)電一體化。 物聯(lián)網(wǎng)給機(jī)電一體化帶來了新的可能性,無論是在設(shè)計(jì)還是功能,都是之前不可能做到的。
為了說明這一點(diǎn),讓我們看一下物聯(lián)網(wǎng)帶來的一些機(jī)電一體化功能和設(shè)計(jì)上的變化。 例如,看一看在我們現(xiàn)在的輪椅:手動(dòng)輪椅的使用者用手或腳來使自己前進(jìn)。 對于那些沒有力氣的人來說,也有電動(dòng)輪椅可供使用。 這些電動(dòng)輪椅是由電機(jī)來供電并通過操縱桿來控制。
再來看一下智能輪椅,它結(jié)合了機(jī)電一體化技術(shù)來為電動(dòng)輪椅增加新的功能,這樣可以幫助用戶避免危險(xiǎn)情況,同時(shí)也幫助了他或她即使在擁擠的和封閉區(qū)域的形勢安全。智能輪椅背后的創(chuàng)意是,嵌入一個(gè)微處理控制器、激光傳感器和通信或通知轉(zhuǎn)轍器來幫助用戶使用輪椅。用戶可以選擇路線,然后輪椅就可以通過輪椅上傳感器的指引來自己駕駛。然而,這樣的目的是彌補(bǔ)用戶的能力,而不是完全自動(dòng)化。
通過物聯(lián)網(wǎng),您可以做更多的事。 RFID標(biāo)簽、無線標(biāo)簽和其他傳感器不僅可以幫助輪椅感知到它周圍的環(huán)境,同時(shí)也可以幫助追蹤在輪椅上的人或使他們更容易知道往哪走。 此外,輪椅也可以連接到公交線路,鐵路時(shí)間表,和其他的交通方式,來使殘疾人更加方便。
例如,紐約大都會(huì)運(yùn)輸署連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò),它可以讓坐輪椅的人來確認(rèn)系統(tǒng)并定位可用的公共汽車。他們還可以找到快速維修服務(wù),如更換電池和電機(jī)問題,以及可以容納輪椅的廁所、咖啡館和餐廳,還有其他諸如此類的信息。智能物聯(lián)網(wǎng)輪椅將其位置數(shù)據(jù)等相關(guān)信息傳送給用戶,而無需讓用戶去查閱大量材料。
物聯(lián)網(wǎng)改變了機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)和功能最直觀的例子是在汽車方面。汽車制造商一直都有機(jī)電一體化系統(tǒng),如ABS制動(dòng)來使汽車更安全,電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)可使汽車更省油。 物聯(lián)網(wǎng)是為汽車引進(jìn)了信息娛樂系統(tǒng),并給你的車帶來了如新聞、交通更新、導(dǎo)航等信息以及流媒體音樂、視頻,和在車上訪問社交網(wǎng)絡(luò)的能力。 物聯(lián)網(wǎng)也允許在車上部署遠(yuǎn)程控制設(shè)備來用于各種目的,例如保險(xiǎn)、位置跟蹤、預(yù)防性維護(hù)監(jiān)控,及其他服務(wù)。
如果谷歌它有自己的方式,那么你的車很快就可以自己停車和開車。 這些車工作通過使用一系列的鏡頭和傳感器來避免碰撞,但還是需要物聯(lián)網(wǎng)。谷歌的無人駕駛汽車目前在硅谷工作良好,但它在其他城市可能不會(huì)正常運(yùn)行,比如巴黎或紐約,因?yàn)樗枰粋€(gè)高度數(shù)字化的地圖來展示細(xì)節(jié),不僅僅是硅谷的位置,還有限制高度和紅綠燈的位置。最重要的是,汽車也需要限速和其他方面的數(shù)據(jù)。汽車通過車載系統(tǒng)訪問這些信息并加入傳感器的數(shù)據(jù)和相機(jī)的照片,這可以車子知道自己在哪里并懂得要到哪里去。
目前,所有數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理都由公司的服務(wù)器群來進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。此外,所有數(shù)據(jù)都被記錄并回傳谷歌的電腦上進(jìn)行分析。這使得汽車可以學(xué)習(xí)駕駛行為,或一輛車遇到緩慢的垃圾車時(shí)如何去改變車道。但是在將來自動(dòng)汽車必須擁有搭載這些功能的系統(tǒng)。
雖然谷歌的無人駕駛汽車充斥著可能性和潛在應(yīng)用,我們還沒達(dá)到那個(gè)程度。 然而,物聯(lián)網(wǎng)目前正在提高交通控制系統(tǒng)的機(jī)電一體化程度。例如在多倫多,網(wǎng)絡(luò)化的交通信號(hào)燈不再依賴于定時(shí)器和傳感器來工作。被稱作馬林的城市系統(tǒng),利用攝像機(jī)和電腦來捕獲交通數(shù)據(jù)。交通燈會(huì)告訴同一區(qū)域的其他交通信號(hào)燈,他們是否使擁堵和緩了還是更嚴(yán)重了。因此,這些交通燈繼續(xù)學(xué)習(xí)并根據(jù)當(dāng)前區(qū)域交通狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,而不是簡單地基于傳感器告訴他們東西來做決定。
這些只顯示了物聯(lián)網(wǎng)改變了機(jī)電一體化領(lǐng)域的一些技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)使工程師能夠設(shè)計(jì)汽車、輪椅、交通信號(hào)燈和其他機(jī)械,以便來更好地滿足最終用戶的需求并在他們的產(chǎn)品中加入更多的特性和功能。它還可以通過將機(jī)電一體化系統(tǒng)變成自學(xué)習(xí)系統(tǒng)來幫助解決常見問題。收集和分析的數(shù)據(jù)越,它就工作的越好,因?yàn)閿?shù)據(jù)將揭示設(shè)計(jì)缺陷并進(jìn)行改正。
沒有物聯(lián)網(wǎng)的話,創(chuàng)造機(jī)電一體化提供的令人驚訝的可能性和便捷性將變得困難。
系統(tǒng)通過來幫助他們意識(shí)到周圍環(huán)境,但只有當(dāng)他傳輸數(shù)據(jù)并獲得的來自其他設(shè)備的見解,一個(gè)服務(wù)器或者一個(gè)人才可以成為真正的創(chuàng)新并改變游戲規(guī)則。物聯(lián)網(wǎng),包括收集、存儲(chǔ)、傳輸和分析數(shù)據(jù),同樣引導(dǎo)產(chǎn)生了更好的產(chǎn)品。特別對于自學(xué)設(shè)備如無人駕駛汽車和交通信號(hào)燈這是事實(shí)。
沒有物聯(lián)網(wǎng),智能輪椅就只是一個(gè)豪華版的手動(dòng)輪椅,而不能提供幫助用戶找到公交車和其他他們要去的機(jī)構(gòu)的便捷性。沒有物聯(lián)網(wǎng)的話,機(jī)器需要時(shí)刻被監(jiān)督,否則就會(huì)面臨破壞的風(fēng)險(xiǎn)。沒有物聯(lián)網(wǎng)的話無人駕駛汽車將永遠(yuǎn)不會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。進(jìn)步后可以講汽車停止合適位置并可以被環(huán)境感知,而不是僅僅只警告人們開往危險(xiǎn)處,還不如自己行動(dòng)去阻止。