本书是一本以项目为导向、以典型任务为驱动的项目化教材，系统介绍智能制造环境中的感知技术。全书围绕智能感知识别技术、工业自动化集成、生产环境感知与应用系统、智慧车间人员数据感知、车间仓储物料信息管理、生产运作自动化控制管理及安全生产监测系统七个核心领域展开。通过一系列由浅入深的实践任务，详细讲解了RFID、条码、机器视觉、无线通信等关键技术，并强化这些技术在云平台接入与系统集成中的综合应用。　　本书旨在引导读者掌握智能感知系统的设计、部署与运维全流程，适用于高职、应用型本科院校师生及工业自动化领域的工程技术人员学习，为智能制造转型升级提供坚实的人才支撑。

前 言?

当前正处在技术深刻重塑制造业格局的时代。以数字化、网络化、智能化为核心特?

征的第四次工业革命浪潮席卷全球，推动工业生产从传统的自动化向以“状态感知、实?

时分析、自主决策、精准执行”为特征的智能制造系统加速演进。在这一宏大变革中，?

工业智能感知技术作为连接物理世界与数字空间的“神经末梢”与“感官系统”，其重?

要性日益凸显。它不仅是实现设备互联、数据驱动和智能决策的基石，还是构建柔性产?

线、透明供应链和绿色工厂的关键使能技术。?

为响应《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》中“实?

施工业互联网创新发展”的要求，加速制造业全要素、全产业链数智化转型，推动职业?

教育对接产业发展前沿，我们编写了《工业智能感知技术与应用》。本书坚持“产教融?

合、校企协同”的建设理念，联合北京新大陆时代科技有限公司等企业共同开发，以?

“工业场景驱动、技术链贯通”为核心理念，基于智能感知识别技术、工业自动化集成、?

生产环境感知与应用系统、智慧车间人员数据感知、车间仓储物料信息管理、生产运作?

自动化控制管理及安全生产监测系统七个典型应用场景，系统整合传感器技术、智能识?

别技术、工业通信协议、边缘计算和数据可视化等关键技术模块，引入真实企业项目案?

例，梳理从车间环境、人员到仓储物流感知管理的全链条技术体系。内容以项目为导?

向、任务为驱动，强调“做中学、学中做”，全面提升学生的实践能力。?

本书采用“项目引领、任务驱动”的编写模式，将理论知识与工程实践深度融合，?

每个项目均包含完整的“任务描述—任务要求—AI问一问—知识准备—任务实施—任?

务检查”闭环学习路径，并创新性地引入 ?

AI辅助预习模块，系统讲解智能制造系统的?

底层逻辑，帮助读者掌握从数据采集到分析决策的全流程技能。紧跟技术前沿，内容新?

颖。同时，本书还强调工匠精神、家国情怀和职业素养的培养。?

本书可作为高等职业院校及应用型本科院校工业智能感知相关专业课程的教材，也?

可为工程技术及管理人员提供工业智能感知领域的入门指引，助力读者把握技术脉搏，?

提升解决复杂工程问题的综合能力，为中国制造业的智能化转型升级贡献智慧与力量。?

全书由天津电子信息职业技术学院崔宝才、徐蓁、北京新大陆时代科技有限公司黄?

凯担任主编，负责全书的修改和统稿工作；天津电子信息职业技术学院曹燕、屈金星担?

任副主编；天津电子信息职业技术学院刘振昌、孙健、孙会珍和刘春恰共同参与编写。?

由于工业智能感知技术发展迅速，加之编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之?

处，恳请广大读者和专家批评指正。?

编　者?

2026年 ?

3月?

动画文件工程师手记岗位能力图谱?

与技术前沿

项目 1　智能感知识别技术? ????????????????????????? 1?

任务 1.1? 智能制造产线模拟设计 ?????????????????????? 2?

1.1.1? 工业智能制造的定义与内涵 ????????????????????? 3?

1.1.2? 工业智能制造的发展历程与趋势 ??????????????????? 4?

1.1.3? 工业智能制造的关键技术支撑 ???????????????????? 5?

任务 1.2? 感知识别系统需求分析与方案设计 ????????????????? 9?

1.2.1? 工业感知识别的基本概念 ?????????????????????? 10?

1.2.2? 工业感知识别的主要技术手段 ???????????????????? 10?

1.2.3? 工业智能感知的发展历程 ?????????????????????? 11?

1.2.4? 工业感知识别技术的应用场景 ???????????????????? 12?

巩固与提升????????????????????????????????15?

项目 2　工业自动化集成? ??????????????????????????17?

任务 2.1? 无线通信系统 ??????????????????????????18?

2.1.1? 无线通信协议 ??????????????????????????? 19?

2.1.2? 无线通信频段与传播特性 ?????????????????????? 20?

2.1.3? 无线通信网络拓扑结构 ??????????????????????? 21?

任务 2.2? 云平台接入 ???????????????????????????28?

2.2.1? 云平台概述 ???????????????????????????? 29?

2.2.2? 云平台在仓储数据存储与管理中的作用 ???????????????? 29?

任务 2.3? 云平台创建应用 ?????????????????????????35?

2.3.1? 项目生成器概述 ?????????????????????????? 36?

2.3.2? 常见云平台项目生成器 ??????????????????????? 37?

2.3.3? 云平台项目生成器在仓储监控应用界面开发中的优势与挑战 ??????? 39?

2.3.4? 需求分析与规划 ?????????????????????????? 40?

巩固与提升????????????????????????????????44?

项目 3　生产环境感知与应用系统? ??????????????????????45?

任务 3.1? BasicRF 组网 ??????????????????????????46?

3.1.1? BasicRF 概述???????????????????????????? 47?

3.1.2? BasicRF 的特点??????????????????????????? 48?

3.1.3? BasicRF 的通信模式????????????????????????? 48?

3.1.4? 环境监控系统的组成 ???????????????????????? 48?

任务 3.2? 智慧路灯 ????????????????????????????54?

3.2.1? NB-IoT 概念与特点 ????????????????????????? 55?

3.2.2? NB-IoT 网络架构 ?????????????????????????? 55?

3.2.3? 传感器原理与选型 ????????????????????????? 56?

3.2.4? 数据采集与预处理 ????????????????????????? 57?

任务 3.3? 火灾监控系统 ??????????????????????????65?

3.3.1? CAN 总线 ????????????????????????????? 66?

3.3.2? Wi-Fi??????????????????????????????? 68?

巩固与提升????????????????????????????????75?

项目 4　智慧车间人员数据感知? ???????????????????????76?

任务 4.1? 车间人脸图像采集 ????????????????????????77?

4.1.1? 摄像头类型及选择 ????????????????????????? 77?

4.1.2? 摄像头参数设置 ?????????????????????????? 80?

4.1.3? 人脸图像采集的环境因素 ?????????????????????? 81?

4.1.4? 人脸图像采集的合规与安全 ????????????????????? 81?

任务 4.2? 车间指纹采集与处理 ???????????????????????90?

4.2.1? 设备类型 ????????????????????????????? 90?

4.2.2? 指纹采集设备性能指标 ??????????????????????? 91?

4.2.3? 指纹图像预处理知识 ???????????????????????? 91?

4.2.4? 指纹特征提取与匹配知识 ?????????????????????? 92?

4.2.5? 车间指纹采集与处理的应用 ????????????????????? 92?

巩固与提升??????????????????????????????? 105?

项目 5　车间仓储物料信息管理? ?????????????????????? 106?

任务 5.1? 物料条码标识与识别方案 ???????????????????? 107?

5.1.1? 条码的定义与作用 ???????????????????????? 108?

5.1.2? 条码的类型 ??????????????????????????? 108?

5.1.3? 物料条码标识方案 ???????????????????????? 113?

5.1.4? 物料条码识别方案 ???????????????????????? 114?

5.1.5? 物料条码标识与识别方案的管理与维护 ??????????????? 115?

任务 5.2? 物料 RFID 标识与识别方案 ??????????????????? 122?

5.2.1? RFID 系统组成 ?????????????????????????? 123?

5.2.2? RFID 工作原理 ?????????????????????????? 126?

5.2.3? RFID 频段及特点 ????????????????????????? 130?

5.2.4? 物料 RFID 标识方案 ??????????????????????? 131?

5.2.5? 物料 RFID 识别方案 ??????????????????????? 132?

任务 5.3? 基于 RFID 的出库入库管理系统 ????????????????? 144?

5.3.1? 出库入库业务流程 ???????????????????????? 144?

5.3.2? 系统功能模块 ?????????????????????????? 146?

5.3.3? RFID 出库入库管理系统的管理与维护 ???????????????? 146?

巩固与提升??????????????????????????????? 151?

项目 6　生产运作自动化控制管理? ????????????????????? 153?

任务 6.1? 物品分类 ??????????????????????????? 154?

6.1.1? 图像采集与预处理 ???????????????????????? 155?

6.1.2? 特征提取与描述 ????????????????????????? 156?

6.1.3? 目标检测与识别 ????????????????????????? 158?

6.1.4? 物品分类与存放逻辑 ??????????????????????? 159?

任务 6.2? 表面缺陷识别 ????????????????????????? 162?

6.2.1? 表面缺陷的定义 ????????????????????????? 163?

6.2.2? 缺陷成因 ???????????????????????????? 163?

6.2.3? 缺陷识别方式 ?????????????????????????? 163?

巩固与提升??????????????????????????????? 167?

项目 7　安全生产监测系统? ???????????????????????? 169?

任务 7.1? 人脸识别 ??????????????????????????? 170?

7.1.1? 人脸识别简介 ?????????????????????????? 171?

7.1.2? 人脸图像采集的算法与技术 ???????????????????? 172?

7.1.3? 人脸检测的应用场景与影响因素 ?????????????????? 173?

7.1.4? 性能评估指标 ?????????????????????????? 174?

任务 7.2? 骨骼点检测 ?????????????????????????? 178?

7.2.1? 骨骼点定义与作用 ???????????????????????? 178?

7.2.2? 骨骼点检测的基本原理 ?????????????????????? 179?

7.2.3? 骨骼检测算法 ?????????????????????????? 180?

7.2.4? 骨骼点检测的应用与挑战 ????????????????????? 182?

任务 7.3? 安全防护检测 ????????????????????????? 186?

7.3.1? 产线安全规范相关法规与标准 ??????????????????? 187?

7.3.2? 产线安全规范检测技术 ?????????????????????? 187?

7.3.3? 口罩与安全帽检测的应用与挑战 ?????????????????? 188?

巩固与提升??????????????????????????????? 190?

参考文献? ???????????????????????????????? 192