物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煙草機械設(shè)備中的應用研究

郭玉磊 張春朝

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展壯大，將其融入于煙草機械設(shè)備之中，不僅能夠?qū)⒃O(shè)備最大的能力發(fā)揮出來，還能實現(xiàn)物體之間的信息實時共享?；诖?，本文重點分析了煙草設(shè)備中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，同時細致表述了實行的方案，解決措施等，還闡述了這一技術(shù)在煙草機械設(shè)備中的具體使用情況，供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);煙草機械設(shè)備;安全風險把控

引言：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，衍生出的一種新形式，其不僅將人與網(wǎng)絡(luò)之間的溝通渠道進行創(chuàng)新，達成了產(chǎn)品的交換、交流，同時，讓紅外線感應器與全球定位系統(tǒng)等技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)進行融合，做到了數(shù)據(jù)傳輸與共享兩大功能。再將其安裝進煙草設(shè)備之中，能夠使該產(chǎn)品在生產(chǎn)、輸出總數(shù)量、提高當前的生產(chǎn)效率方面，進行精準地分析與總結(jié)。

一、煙草設(shè)備中常見的問題

在技術(shù)不斷發(fā)展成熟的前提下，煙草生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度已經(jīng)顯著升高，但是先進的技術(shù)仍是在集中生產(chǎn)方面，不能進行互相之間的溝通與聯(lián)絡(luò)，廠家通過對機器當前情況的查詢，并依據(jù)運行時的多種狀況，來對其來展細致的分析、診斷、維修養(yǎng)護工作，在日常維護與整體修理時，讓用戶與生產(chǎn)廠家之間產(chǎn)生交流上的鴻溝，如將物聯(lián)網(wǎng)應用在其中，問題便可以迎刃而解。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煙草機械設(shè)備中的具體應用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煙草機械設(shè)備中的代表主要分為以下幾個功能：

1.傳感器技術(shù)：該技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之中的關(guān)鍵，可以將接收到的多種類型信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字形式。

2.RFID標簽：其作為眾多傳感技術(shù)中的一種，將無線射頻、嵌入式技術(shù)進行融入其中，同時在物流管理、自動識別等方面，具有較為寬廣的應用前景。

3.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：其將傳感器、電腦硬件、電子應用、集成電等入融于一體，經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，讓用于嵌入式系統(tǒng)的智能設(shè)備無處不見，從隨處可見的MP3，到航空衛(wèi)星系統(tǒng)，該技術(shù)正在不斷的對群眾生活進行改變，并且還促進了工業(yè)與國防兩大方面的飛速發(fā)展[1]。

三、解決方案與所面臨的挑戰(zhàn)

（一）基礎(chǔ)方案

機械設(shè)備作為物體進入到物聯(lián)網(wǎng)之中，這與單種的物體，是有本質(zhì)上的差別的。一種物體進入其中，只需要通過RFID芯片與印刷條碼的方式，便能夠?qū)⑵渲饕畔⒈硎龀鰜?，而機械就要復雜很多，如果不將傳感器數(shù)據(jù)進行融合，就無法將其當前情況顯示出來，同時，設(shè)備在運行的過程中，還會與多個器械、內(nèi)部環(huán)境等多個因素相連，所以就需要使用抽象層來對其狀態(tài)進行描述，并將該層次稱為描述層，以此來向云平臺輸送相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，該層同時還包含著設(shè)備健康、歷史記錄、外圍等關(guān)鍵的信息，這種方法被稱為設(shè)備的人格化描述。在描述層構(gòu)成的過程中，需要先用傳感器具備的感知分量，讓其能夠使用數(shù)據(jù)說明功能，在相應用戶的干擾之下，對具體內(nèi)容進行判斷與解讀，同樣是作為前期設(shè)備用來預警、遠距離診斷、維護、工藝數(shù)據(jù)獲取、設(shè)備與產(chǎn)品聯(lián)系、團隊協(xié)作的關(guān)鍵依據(jù)。這個判讀的過程中，主要工作中心不僅是辨識功能，還是對機械人格化的理解與控制。描述層所需要的信息來源非常廣泛，包括了內(nèi)部當前的具體情況與設(shè)備外部等多種數(shù)據(jù)。例如：在煙草膨脹設(shè)備中，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，其出入口的水分含量、填充數(shù)值、環(huán)境溫濕度信息等，都是關(guān)鍵的外部數(shù)據(jù)，對于生產(chǎn)狀態(tài)改進、設(shè)備能力展現(xiàn)、診斷都有著非常重要的作用。不僅如此，完整的設(shè)備描述，需要具有經(jīng)歷分量，表述運行過程中的數(shù)據(jù)、維護信息、保全等全壽命的內(nèi)容，基因數(shù)據(jù)是指設(shè)備在最初的時期，所擁有的設(shè)計能力與外圍條件等。

設(shè)備在進行有效的描述之后，再通過當前已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與IOT協(xié)議，便能將機械的所有信息發(fā)送到云端之上，以供設(shè)備生產(chǎn)的廠家隨意使用。在結(jié)構(gòu)上，煙草設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，主要是利用設(shè)備的自動化控制、各種類型的傳感器、人工干預的歷史紀錄、外部設(shè)備信息組成等現(xiàn)場部分，再經(jīng)過通信系統(tǒng)組成傳送的部分，在云端內(nèi)構(gòu)成云存儲部分，使用移動軟件、瀏覽器等組成與生產(chǎn)廠家的對接口。

在煙草機械物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和軟件協(xié)議挑選的過程中，通訊環(huán)境包括Ethernet，Wi-Fi，4G等多種可用網(wǎng)絡(luò)。如果是異地進行改造項目的話，4G的網(wǎng)絡(luò)是非常適宜且方便的，但是因其使用的特點，還要定時定期的開展維修養(yǎng)護工作，繳納通信費用等。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相對較為完美的項目之中，使用Wi-Fi是一個不錯的選擇。采用的軟件協(xié)議分別可以是AMQP，JMS，HTTP，都是在太網(wǎng)的基礎(chǔ)進行工作，CQAP，是為資源受到限制的設(shè)備，所開發(fā)出的協(xié)議，DDSYU與MQTT的兼容更強一些，現(xiàn)通用的IOT設(shè)備都可以提供以上協(xié)議[2]。

（二）解決問題

煙草機械的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可做到設(shè)備的遠距離診斷、維修養(yǎng)護，云端設(shè)備運行的監(jiān)控，將其中的損耗程度，與零件當前的磨損程度、關(guān)鍵位置的傳感器，所發(fā)出的信號接入到遠程運維系統(tǒng)之中，為以上功能提供基礎(chǔ)信息。再根據(jù)運行過程中的數(shù)據(jù)、報警事件的信息，融合機械特點與專家經(jīng)驗，進行遠程判斷與故障預警。讓相關(guān)人員能夠及時掌握設(shè)備信息，方便信息知識的存儲與共享，為管理工作帶來了便利。不僅如此，還實現(xiàn)了機械控制程序的遠距離維護，使用云設(shè)備，對現(xiàn)場進行遠程監(jiān)控、PLC程序上下載等，節(jié)省了廠家的維護成本投入。

（三）存在的挑戰(zhàn)

煙草機械設(shè)備進入到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，還能夠?qū)υO(shè)計開發(fā)與運行維護工作進行改善，但同時在構(gòu)建的過程中，仍會存在著大量的挑戰(zhàn)。不同系統(tǒng)之間的互操作性。IPC，PAD，PHONE等端口想要取得同樣的控制和顯示效果，是一件非常困難的事情，需要現(xiàn)場、云、終端口開發(fā)出各不相同的運行系統(tǒng)，在剛開始時會存在非常大的工作量，導致現(xiàn)場端的監(jiān)控畫面內(nèi)容，與手機端顯示出的有較大差異，發(fā)生該現(xiàn)象的主要原因是軟件不同。依據(jù)當前的技術(shù)水平依然是無法做到，對其安全性是一個非常大的挑戰(zhàn)。

（四）安全風險把控

對設(shè)備進行云端的控制，能夠為機械的操作與服務量方面提供方便，同時還增加了設(shè)備的風險，必須要對系統(tǒng)的安全性進行慎重考慮。

對其進行安全級別分類的主要原因是設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)操作功能上的耦合程度，因二者之間存在著隔離機制，所以存在著對機械能力控制與獲取其中數(shù)據(jù)信息的能力。物聯(lián)網(wǎng)之中的安全級別分為五個，對于設(shè)備使用和人員來說，一級是非常危險的狀態(tài)，較為容易被外界進行控制，使得其中重要信息遭到泄露，五級是一種安全程度非常高的情況。設(shè)備只是將連接第三方的功能保留下來，連接請求的權(quán)利仍是留在用戶的手中。

從以上分類的含義可以看出，提高安全級別與減少物聯(lián)網(wǎng)服務息息相關(guān)。當前，在煙草機械的IOT安全級別保證能力之中，企業(yè)在招標的階段并沒有做到規(guī)范與規(guī)定的統(tǒng)一，制造商便根據(jù)工作的實際情況，對其進行了適量的整改，與能力開放。同時，設(shè)備制造廠家還具有4、5兩個等級的決定權(quán)利可以為設(shè)備作出相應的安全保證。

總結(jié)：從以上文章中可以看出，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到煙草機械設(shè)備之中，能夠?qū)⒁酝S修養(yǎng)護與設(shè)備保養(yǎng)方面存在的弊端解決，但是其自身仍是存在著一定程度的安全隱患，其中主要有通信、數(shù)據(jù)、設(shè)備等多方面的問題，在對其使用的過程中，需要加大該方面的重視程度，嚴格保護好容易出現(xiàn)隱患的部分，并將其扼殺在萌芽之中。

參考文獻：

[1]馬勝軍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在卷包設(shè)備維修現(xiàn)場管理中的應用研究[J].內(nèi)燃機與配件，2020，No.320（20）：129-130.

[2]朱唯，何蕊.基于物聯(lián)網(wǎng)的煙草配方庫投料管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].科技創(chuàng)新與應用，2020，No.299（07）：92-93+97.

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