■ 柔性制造结构组成及系统的设计
■安全监测数据感知采集、环境监测数据、流水线数据组织与实施、柔性制造系统的开发方法和流程
■ 基于iOS开发柔性制造数据采集系统的环境配置
■ 环境监测数据获取与显示，以及加工流水线模拟关键代码编写和调试
【项目开发背景介绍】
柔性制造是智能制造发展趋势下的一个重要方向，它代表了未来制造业在趋向数字化、可感知、可编程等多个信息化进程中的重要实现方式。
随着智能技术的广泛普及，智能化制造已经成为行业高新发展方向的重要参考指标之一。物联网技术作为第三次工业革命重要推动力和技术引擎，他将中和数字化、广泛数字化和制造经验以及制造工艺相结合，从而改进以传统体力化劳动的机械生产过程。柔性制造概念的提出极大的改善了生产制造中的生产流程可控性、物料储运系统实时监控以及生产工艺数字化程度。
柔性制造
【项目开发目的与意义】
1. 结合生产制造系统，开展物联网信息采集，关注三类信息采集，环境类、生产类和健康监测类，在三类信息分析的基础上，开展柔性制造物联网信息化系统构造。
2. 柔性制造是跨学科的组合，与艺术设计、机械制造、信息技术、物流管理等学科高度融合，在物联网项目组织实施中需要将上述因素全部考虑进来。
3. 移动互联网技术融合，在柔性制造物联网系统研发构建过程中，需要将移动互联网技术融合进来，借助移动互联网便捷的应用和宽带传输能力，随时随地监控生产现场的状况。
4. 推广和应用。通过柔性制造物联网系统的研发，了解柔性制造过程，除开展物联网系统实训外，还应当将系统技术推广，与实际的、更多的生产实训系统相结合，获得更多的经济价值和市场效益。
【项目需求分析】
本项目“面向柔性制造的物联网系统”基于物联网传感采集技术、移动互联网技术、专用核心网和上层创新应用构建面向柔性制造信息化系统，该系统基于iOS系统平台，能够借助移动互联网技术快速了解和实现柔性制造系统的体系框架和结构，实现对柔性制造系统的实时监测与监控，快速掌握生产实践流程。
在系统构建过程中，同样遵循物联网四层结构模型，实现传感、传输、云计算与业务层的多层次融合：
1）基于移动通信网络或3G/TD-LTE专用移动通信系统，开展业务部署于传输。
2）云计算设备互联，在云计算平台采集和分析各类传感信息，获得各类信息的发展趋势，并在此基础上进行数据趋势的分析。
3）基于iOS平台的移动互联网应用开发，在iOS平台上开发柔性制造物联网应用系统。实现远程随时随地的信息采集和分析。
【系统总体方案】
按照生命周期的四个环节，把本套系统分为产品设计、生产计划采购、产品制造、产品物流四个模块。
在产品制造环节，柔性制造系统要对对工艺产品进行加工的硬件系统进行实时模拟与监控。此硬件系统是由自动仓储单元、多通道自动传输单元、三轴钻铣加工单元、数控铣加工单元、机器人装配单元、自动条码识别系统、影像监控单元、上位机监控等八大功能模块十一种可独立运行的工作单元组合而成的，综合运用了机器人、数控加工、PLC控制、物流管理、伺服驱动、气动驱动技术，多种传感器以及ProfiBus-DP总线通讯等多方面自动控制技术。
【系统主要模块分析与设计】
产品设计模块:
生产计划采购模块 :
产品制造模块 :
感知层主要针对机械生产线环境参数、产品位置、生产实地图景进行采集和感知。通过模块化设计的传感器网络，无线传感系统将外部信息传感、通信信号传输、网络协议转换和转发融为一体，并结合专业定制的TinyOS操作系统完成无线传感器从软件到硬件的一体化解决方案。
在终端传感类型中，本系统将包括针对环境的温度传感、湿度传感、光照传感等。针对生产线的位置传感、速度传感、安全信息传感等。此外，终端采集节点将感知数据通过短距离无线技术上传至传感接入网关，接入网关针对不同的数据类型和协议进行转换并上行转发至移动通信基站。经由3G或宽带无线接入通信网络，上行数据将通过基站交由核心网网关进行调度和处理，最终传感信息送至云端结合相关的传感业务系统进行信息解读和业务展示。
感知层
系统采用位于专用通信互联网中的通信核心网关进行协议之间的转换以及相关的编解码。这一创新性的设计将极大程度上的简化异构网络建设中所需的设备数量，成本投资以及后期的维护投入。来自不同网络体系的信息，将在专用通信核心网关中被解析，剥离其中的有效信息，并重新进行编解码和信息封装，最终发送至目的地。无论是来自传感器网络中的传感数据，还是来自移动通信网络的语音和数据包，有线固网的模拟数据都将统一集中在核心网关进行处理。这样的网络结构高度简化了网络中的节点数量，减少网络互通时的时延、丢包等异常现象的发生。
异构接入组网的架构特点，将给融合现有网络设备，结合原有网络系统提供便利。在项目实施时，很高程度的减少了网络重建，设备冗余不必要浪费。通过核心设备提供的强大异构能力，实现智慧校园，产业信息化的行业示范目标将不再是一个概念。
异构组网层
云计算服务平台对感知层采集数据进行集中处理及提供应用资源统一调度。
云计算包含两个方面的含义：一方面描述了基础设施，用来构造应用程序，其地位相当于PC机上的操作系统：另一方面描述了建立在这种基础设施之上的云计算应用。在与网格计算的比较上，网格程序是将一个大任务分解成很多小任务并行运行在不同的集群以及服务器上，注重科学计算应用程序的运行。而云计算是一个具有更广泛含义的计算平台，能够支持非网格的应用，例如支持网络服务程序中的前台网络服务器、应用服务器、数据库服务器三层应用程序架构模式，以及支持当前Web2.0模式的网络应用程序。云计算是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算平台。
云计算服务平台
终端业务显示作为柔性制造物联网系统的重要功能，将机械生产过程中信息感知、传输、计算、通知进行融合。首先传感采集层通过传感器节点将温度、湿度、光照等外部信息上传汇聚到传感接入网关，接入网关在进行协议转换后经由宽带无线链路发送至核心网并交给云计算服务器进行数据挖掘和计算。在相应的业务服务器运算后，部分数据将按需通过网络下发至用户终端，并推送信息。用户可根据显示数据获知周围及全网络节点数据。
终端业务显示
1.iOS开发环境搭建
iOS的开发环境既可以搭建在iOS的系统平台上，也可以构建在非iOS的环境下，无论是那种方式，最终的实训都需要在iOS的环境进行验证。目前已经有较多的介绍iOS开发环境构建的介绍和说明，本节将就主要步骤进行简明扼要介绍，具体的构建细节可参照相关网络资料。
假设开发者已经完成Apple ID申请并注册了开发者账号。
环境配置
（1）.硬件环境
（2）. iPhone或iPod Touch，主要用来测试编写好的程序
创建iOS工程示例
（1）创建示例步骤
①首先，打开应用程序（Mac自带工具），找不到并打开Xcode开发工具。（本示例基于Xcode5.1.1）
②在Xcode菜单栏，选择File→New Project命令，在打开的窗口中选择Empty Application模板，然后单击Next按钮，如图6-7所示。
③在随后出现窗口中，在Product Name输入项目名HelloWorld，在Company Identifier输入ict，单击Next按钮，如图6-8所示；然后选择工程保存目录，最后单击Create按钮。
④选择菜单栏File→New Project命令，在打开的窗口中左侧栏选择iOS下面的Cocoa Touch项，在右侧栏选择Objective-C class模板，单击Next按钮，如图6-9所示。
图6-7 开发类型选择
图6-8 填写相关工程属性
图6-9 选择程序语言类型
⑤在随后出现的窗口中，在Class项输入MyView，在Subclass of项选择输入UIView，单击Next按钮，如图6-10所示，并在随后出现的窗口中单击create按钮。
图6-10 填写相关文件属性
（2）HelloWorld程序的代码编写过程
①修改AppDelegate class，让它能够加载MyView这个类，单击AppDelegate.m，先通过以下语句引入MyView类的头文件：
#import“MyView.h”
然后，在方法-（BOOL）application：didFinishLaunchingWithOptions中编写如下代码：
②修改MyView中的-（void）drawRect方法，编写如下代码在视图中输出“Hello，World”。
（3）运行程序
当做好准备调试你的应用程序（application），有iOS Simulator 和iOS Device两种方式可以选择运行，前者表示使用iOS模拟器，后者表示在真机上运行程序。
iOS Device方式只有在连接苹果手机的情况下才可使用。
iOS Simulator方式有如图6-11所示几种选择，不同模拟器代表不同的硬件真机，多种选择可以方便你的应用程序在不同真机上的适配。这里选择iPhone Retina（4-inch），然后在菜单栏上单击Project→Run命令，程序即在模拟器上运行。
图6-11 选择模拟方式
2.训练内容：柔性制造物联网系统
柔性制造物联网系统的开发设计从跨学科的角度出发，从艺术设计到机械物联网到物流等。不同环节的训练重点不同，具体的描述如下：
在系统的产品设计、生产计划采购、产品物流中，使用了大量的iOS组件、布局和图片，实现了美观简洁的产品设计、采购、物流人机交互界面，方便了用户在产品设计加工销售流水线的操作。在系统的产品制造流程中使用了大量的动画事件以良好的体现产品的加工制造流程，同时在产品的制造过程中加入了摄像头监控功能，通过对H.264视频流格式的解码和显示处理达到对产品制造的实时监控。
