物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及其在工業(yè)信息化中的應(yīng)用研究

黃章健

溫州科技職業(yè)學(xué)院 浙江溫州 325006

物聯(lián)網(wǎng)因其自身所具有的優(yōu)勢，在諸多行業(yè)或者領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。信息化時代背景下，將物聯(lián)網(wǎng)與云計算、傳感網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)高效融合，提高了信息傳播時效性，為行業(yè)持續(xù)性發(fā)展?fàn)I造了良好條件。在應(yīng)用實踐中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有多樣性，將其運用到工業(yè)信息化中，具有諸多現(xiàn)實作用，推動了我國工業(yè)化建設(shè)工作有序開展，并提高了工業(yè)信息化建設(shè)成效。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的特點

互聯(lián)網(wǎng)已廣泛地融入人們的日常工作與生活中，相較于互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)仍處于初步發(fā)展階段。從目前來看，物聯(lián)網(wǎng)具有較大的發(fā)展空間，此項技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，整體的應(yīng)用前景較為廣闊。在實際應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在運行過程中需要遵循相應(yīng)的傳感設(shè)備協(xié)議，以及客觀物體與其他物體間的相關(guān)聯(lián)性，在進行信息交換連接時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對物體進行智能化識別，并對物體進行智能化定義和監(jiān)管。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

從全球范圍來看，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍處于初步的感知階段，在識別物聯(lián)網(wǎng)中的物體時，可以憑借感知管控方式，科學(xué)高效地識別物體的具體信息。例如，電子標(biāo)簽成為超市中商品的重要性標(biāo)簽，憑借商品電子條形碼，員工可以全面收集商品的進貨來源、價格、保質(zhì)期等信息，為商品整理與銷售等工作提供充分的數(shù)據(jù)信息支持，同時，為商品歸類與整理工作營造良好條件。從現(xiàn)有情況來看，我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展任重道遠，在實際應(yīng)用中，感知設(shè)備在運行的過程中，往往需要接受控制設(shè)備的監(jiān)管。從技術(shù)發(fā)展趨勢來看，我國在控制設(shè)備與控制技術(shù)方面的研發(fā)處于瓶頸期，使得物聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展面臨了較大的挑戰(zhàn)。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)主要架構(gòu)

1.3.1 以標(biāo)簽為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)使用架構(gòu)

以標(biāo)簽為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)使用架構(gòu)是傳感層最簡單的物聯(lián)網(wǎng)，工作人員通過將事先制定好的條形碼統(tǒng)一粘貼到物品上，并借助專業(yè)化儀器設(shè)備，對物品信息進行自動化識別，從而對物品執(zhí)行一系列管理操作，進而強化與互聯(lián)網(wǎng)間的融合，有效提高物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量。從現(xiàn)有的使用架構(gòu)來看，EPC是一種全球范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)定義的產(chǎn)品數(shù)字標(biāo)識，RFID則是EPC標(biāo)簽的載體。因RFID具有非接觸、可同時識別多個標(biāo)簽等諸多優(yōu)勢，成為目前電子標(biāo)簽的主流。

1.3.2 以傳感網(wǎng)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)

WAP傳感器節(jié)點多由傳感器、無線收發(fā)器、微控制器與電源共同構(gòu)成，并廣泛分布在監(jiān)測區(qū)域的各個傳感器節(jié)點。憑借無線通信形式形成一個智能化組網(wǎng)，以及形成一種自組織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。通過協(xié)作高效完成對周邊情況的動態(tài)化監(jiān)測，并把處理后的信息傳遞給用戶，為用戶提供諸多便利。從現(xiàn)有應(yīng)用情況來看，傳感網(wǎng)技術(shù)具有復(fù)雜性，且起步時間較晚。為了推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，需要給予傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究工作足夠重視。

1.3.3 以M2M為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)

M2M豐富了交互通信模式。過往的工業(yè)數(shù)據(jù)采集或者監(jiān)管系統(tǒng)，盡管與M2M系統(tǒng)具有相似之處，且可以快速精準(zhǔn)地完成設(shè)備數(shù)據(jù)信息收集或者遠程監(jiān)控工作，但是因M2M是在互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，使得此項技術(shù)仍然具有一定的區(qū)別，且便于應(yīng)用到廣域互聯(lián)中。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.4.1 無線傳感網(wǎng)技術(shù)

在實際應(yīng)用中，傳感器面對物聯(lián)網(wǎng)傳感層的信息，需要執(zhí)行感知或者采集操作。為了提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用成效，需要不斷改進傳感器，使得傳感器逐步向低能耗與微型化方向發(fā)展。為了大幅度提高傳感網(wǎng)通信實效性與質(zhì)量，應(yīng)加大相關(guān)技術(shù)研究力度。例如，積極研發(fā)新型調(diào)制與編碼技術(shù)、信道調(diào)度技術(shù)、功率控制技術(shù)等一系列無線通信與組網(wǎng)技術(shù)，或者相關(guān)核心芯片。通過從網(wǎng)絡(luò)部署直到生命周期結(jié)束，為了提高管理成效，應(yīng)加大實時網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視技術(shù)、拓撲管理技術(shù)等新型傳感網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)研究力度。

1.4.2 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通過合理應(yīng)用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)來不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以此搭建起完善的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸渠道，進而有效優(yōu)化電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)。新時期，為了確保物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求得到充分的滿足，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的快速傳輸，成為物聯(lián)網(wǎng)傳輸層研究工作的重要工作內(nèi)容。

在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程，網(wǎng)關(guān)技術(shù)是重中之重。網(wǎng)關(guān)在互聯(lián)網(wǎng)中所發(fā)揮的重要性不容小覷，有效連接了感知網(wǎng)絡(luò)以及傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。此外，依托網(wǎng)關(guān)可以將不同類型的感知網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)，并實現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)與以往通信網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，甚至實現(xiàn)廣域互聯(lián)或者局域互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)還兼具了設(shè)備管理功能，運營商可以借助網(wǎng)關(guān)有效設(shè)置感知底層的相關(guān)節(jié)點，并結(jié)合所掌握的節(jié)點信息，科學(xué)合理地開展遠程管控工作。

1.4.3 物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)中間件屬于一組軟件模塊。在通用與標(biāo)準(zhǔn)化軟件架構(gòu)上，高效地歸納與總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中出現(xiàn)的共性問題，并形成一套科學(xué)完善的產(chǎn)品化通用模塊，為物聯(lián)網(wǎng)使用的共性問題提供一些標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)組件，大幅度提高了物聯(lián)網(wǎng)軟件設(shè)計工作成效。從目前情況來看，常見的物聯(lián)網(wǎng)中間件主要包括了傳感層、傳輸層、應(yīng)用層的相關(guān)可標(biāo)準(zhǔn)化或者可復(fù)用的通用模塊。在現(xiàn)實應(yīng)用中，中間件常用的使用問題是標(biāo)準(zhǔn)化，目前已經(jīng)產(chǎn)生了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)化信息標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4.4 云計算等數(shù)據(jù)處置或者應(yīng)用軟件

云計算的科學(xué)合理應(yīng)用，實現(xiàn)了并行計算、分布式計算等多元化計算方式的綜合應(yīng)用。從服務(wù)形式來看，云計算屬于一種新型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)形式，大幅度提高了服務(wù)成效。它是將桌面為中心的任務(wù)處理演變成以網(wǎng)絡(luò)為中心的任務(wù)處理，改變了處理模式。用戶借助互聯(lián)網(wǎng)可以高效地實現(xiàn)信息傳遞、數(shù)據(jù)存儲等相關(guān)操作，進而大幅度提高了數(shù)據(jù)管理成效。

在應(yīng)用實踐中，云計算具有強大的功能，與此同時，也面臨著諸多挑戰(zhàn)。云計算技術(shù)的高效應(yīng)用離不開大規(guī)模的集群化計算系統(tǒng)。隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)的可靠性、安全性與穩(wěn)定性則受到較大的挑戰(zhàn)。在應(yīng)用中，云計算多是針對TB或PB級的數(shù)據(jù)，如何充分挖掘這些數(shù)據(jù)信息的潛在價值，則是云計算應(yīng)用研究的重要工作內(nèi)容。將原本保存在本地，并為自己所掌握的數(shù)據(jù)存儲到一個云計算服務(wù)中心，在存儲過程中必然會存在一定的安全隱患。因此，有效提高數(shù)據(jù)信息的安全性，成為云計算應(yīng)用亟待解決的事情。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)信息化中的應(yīng)用意義

2.1 技術(shù)優(yōu)勢

云計算與大數(shù)據(jù)是計算機網(wǎng)絡(luò)中的兩大主導(dǎo)性技術(shù)，依托兩項技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)性發(fā)展提供了先進的技術(shù)支持。在實際發(fā)展過程中需要結(jié)合市場需求，方可明確發(fā)展方向，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的高效發(fā)展。我國工業(yè)化發(fā)展步伐的加快，為了將信息化技術(shù)高效地應(yīng)用到工業(yè)發(fā)展中，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用提出了迫切要求，市場的緊密聯(lián)系為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展?fàn)I造了良好的條件。從現(xiàn)有情況來看，多數(shù)企業(yè)為了尋求持續(xù)性發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)與運營的智能化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。通過推動設(shè)備與物體獲得有序、協(xié)同化發(fā)展，可以實現(xiàn)工業(yè)化建設(shè)成效。在工業(yè)信息化建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有諸多價值。比如，改善了設(shè)備工作狀態(tài)，優(yōu)化了原材料供給，實現(xiàn)了產(chǎn)銷結(jié)合，提升了廢料處理質(zhì)量等。此外，物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)信息化間的融合，有效降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了各個部門間的協(xié)調(diào)發(fā)展，并加大了上下游產(chǎn)業(yè)間的融合力度。

從原材料供給來看，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到工業(yè)信息化后，有助于工作人員實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或者原材料半成品的精細化管理，提高了企業(yè)生產(chǎn)流程的合理性，并大幅度提高了資源使用成效。

從產(chǎn)銷結(jié)合角度來看，移動互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工作人員可以動態(tài)化掌握產(chǎn)品、庫存、物流等情況，進而有效把控生產(chǎn)方向，作出正確的生產(chǎn)決策，并有效調(diào)控生產(chǎn)速度。在產(chǎn)品售出后，依托物聯(lián)網(wǎng)，工作人員可以為用戶提供多元化且高質(zhì)量的維修保養(yǎng)等服務(wù)。通過全面收集客戶的應(yīng)用感受與需求，為用戶提供更加周到的服務(wù)，增加用戶與企業(yè)間的聯(lián)系，提高企業(yè)市場認可率。作為下游企業(yè)，則可以省去大量時間進行管理或者是維護工作，節(jié)約了維管成本，強化了上下游企業(yè)間的深度融合。

科學(xué)合理地應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于實現(xiàn)廢棄物、污染物的監(jiān)控與管理，并幫助企業(yè)有效監(jiān)督生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，以及綜合污染情況。

2.2 提高工業(yè)信息化建設(shè)成效

在過往工業(yè)化發(fā)展中，運行系統(tǒng)較為煩瑣，多由信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)或設(shè)備系統(tǒng)共同構(gòu)成。每個系統(tǒng)的職責(zé)具有差異性，為了推動工業(yè)化生產(chǎn)工作順利進行，需要有效管控層級，并輸入相應(yīng)命令，由信息層級傳輸相關(guān)命令，設(shè)備層次則負責(zé)執(zhí)行命令，進而完成生產(chǎn)等一系列操作。在實際的工業(yè)化發(fā)展中，設(shè)備與原材料數(shù)量眾多，從整體情況來看，此種系統(tǒng)運作方式往往會呈現(xiàn)出程序煩瑣等弊端。相較于傳統(tǒng)工業(yè)化，物聯(lián)網(wǎng)則有助于簡便工作流程，從整體上提高了材料使用成效，實現(xiàn)了設(shè)備自動化運作。此外，依托物聯(lián)網(wǎng)，可以結(jié)合企業(yè)的切實所需，制定出相應(yīng)的存儲策略，從整體上提高生產(chǎn)、銷售、儲存等各個環(huán)節(jié)的工作成效，并降低設(shè)備維護成本，提高生產(chǎn)效益。

2.3 安全性大幅度提升

在實際應(yīng)用中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個生產(chǎn)程序或者環(huán)節(jié)管控工作中發(fā)揮著重要作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則不同，可以獨立對單獨事物執(zhí)行管理或者操作任務(wù)，并在相應(yīng)系統(tǒng)動態(tài)化監(jiān)控下，結(jié)合生產(chǎn)加工情況，積極執(zhí)行安全預(yù)警。此外，各個設(shè)備可以進行自我檢查，一旦發(fā)現(xiàn)危險后，可以及時釋放危險性信號，并執(zhí)行切斷信號，停止設(shè)備運轉(zhuǎn)，有效規(guī)避安全生產(chǎn)事故的出現(xiàn)，以及設(shè)備毀損，減少了設(shè)備維管成本，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。

2.4 其他優(yōu)勢

借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，企業(yè)可以不斷創(chuàng)新與優(yōu)化發(fā)展理念，強化企業(yè)發(fā)展變革，為企業(yè)生產(chǎn)計劃制訂工作提供充分的參考數(shù)據(jù)信息，并將物聯(lián)網(wǎng)全面滲透到企業(yè)生產(chǎn)、運輸、銷售、服務(wù)等全過程，進而推動工業(yè)信息化建設(shè)工作有序開展，提高企業(yè)市場競爭力。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用對策

物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)間的高效融合，強化了工業(yè)生產(chǎn)組織的柔性，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的重組，以及企業(yè)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置。從經(jīng)營模式來看，科學(xué)合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)與客戶間的緊密連接。通過為客戶提供多元化且高質(zhì)量的服務(wù)，提高了用戶的企業(yè)認同感。同時，可以結(jié)合企業(yè)用戶中存在的問題，不斷優(yōu)化生產(chǎn)目標(biāo)與經(jīng)營模式，進而從整體上滿足用戶多元化、個性化、全生命周期管理的切實發(fā)展所需。在實際管理過程中，物聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)實現(xiàn)扁平化管理營造了良好條件。通過有效縮減企業(yè)管理層級，可以大幅度提高各項管理決策執(zhí)行成效。以下內(nèi)容結(jié)合工業(yè)信息化建設(shè)實踐，提出了幾點互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用對策。

3.1 積極實現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)協(xié)同化

依托先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)活動與物流管理工作間的聯(lián)結(jié)，以及上下游企業(yè)間的聯(lián)結(jié)。通過實現(xiàn)對整個生產(chǎn)物流管理等多個環(huán)節(jié)的動態(tài)化管理與控制，大幅度提高工業(yè)生產(chǎn)成效，提高企業(yè)市場競爭力。

3.2 提高生產(chǎn)過程智能化水平

依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對工業(yè)化生產(chǎn)中的設(shè)備狀態(tài)、原材料消耗、產(chǎn)品質(zhì)量狀況等進行動態(tài)化監(jiān)管。結(jié)合所收集到的數(shù)據(jù)信息，強化數(shù)據(jù)分析與處理，并不斷優(yōu)化生產(chǎn)決策，實現(xiàn)生產(chǎn)智能化。

3.3 實現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化

互聯(lián)網(wǎng)背景下，通過在產(chǎn)品或設(shè)備中有效安置智能傳感器，并借助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對產(chǎn)品或設(shè)備的遠程監(jiān)管與維護。這不僅優(yōu)化了產(chǎn)品或設(shè)備維管工作模式，減少了維管成本，也實現(xiàn)了產(chǎn)品的制造與使用、全生命周期服務(wù)，并推動企業(yè)從制造型企業(yè)向服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變。

3.4 實現(xiàn)綠色生態(tài)發(fā)展

借助物聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)可以實時掌握企業(yè)生產(chǎn)中的能源生產(chǎn)、輸配或者資源損耗等數(shù)據(jù)信息。結(jié)合所收集到的數(shù)據(jù)信息，不斷優(yōu)化能源應(yīng)用，有效降低生產(chǎn)過程中的資源損耗，減少污染物排放量。通過有效掌握企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各類污染問題，可以制定出相應(yīng)的工作對策，有效減少并規(guī)避生產(chǎn)污染。

3.5 加大安全生產(chǎn)力度

在工業(yè)信息化建設(shè)過程中，相關(guān)企業(yè)可以將智能傳感器配置到相關(guān)設(shè)備中，或者在具有安全隱患的生產(chǎn)現(xiàn)場安裝智能傳感器，可以及時察覺到生產(chǎn)過程中存在的安全隱患。在危險發(fā)生前及時發(fā)送報警信號，確保相關(guān)部門及時制訂出有針對性的災(zāi)害防控方案，或者及時啟動災(zāi)害事故應(yīng)急預(yù)案，將災(zāi)害事故的負面影響降到最低。

結(jié)語

總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滿足了工業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)的切實發(fā)展所需，為實現(xiàn)工業(yè)信息化建設(shè)提供了充分的技術(shù)支持。以上內(nèi)容對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀展開了分析，并結(jié)合此項技術(shù)在工業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用，提出了幾點意見與建議，希望相關(guān)工作者可以從中得到一定的啟發(fā)或者幫助。