物聯網技術在煙草機械設備中的應用研究

郭玉磊 張春朝

摘要：隨著物聯網技術的不斷發展壯大，將其融入于煙草機械設備之中，不僅能夠將設備最大的能力發揮出來，還能實現物體之間的信息實時共享。基于此，本文重點分析了煙草設備中經常出現的問題，同時細致表述了實行的方案，解決措施等，還闡述了這一技術在煙草機械設備中的具體使用情況，供參考。

關鍵詞：物聯網技術;煙草機械設備;安全風險把控

引言：物聯網技術是在網絡的基礎上，衍生出的一種新形式，其不僅將人與網絡之間的溝通渠道進行創新，達成了產品的交換、交流，同時，讓紅外線感應器與全球定位系統等技術與網絡進行融合，做到了數據傳輸與共享兩大功能。再將其安裝進煙草設備之中，能夠使該產品在生產、輸出總數量、提高當前的生產效率方面，進行精準地分析與總結。

一、煙草設備中常見的問題

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

二、物聯網技術在煙草機械設備中的具體應用

物聯網技術在煙草機械設備中的代表主要分為以下幾個功能：

1.傳感器技術：該技術作為物聯網系統之中的關鍵，可以將接收到的多種類型信號轉變為數字形式。

2.RFID標簽：其作為眾多傳感技術中的一種，將無線射頻、嵌入式技術進行融入其中，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.嵌入式系統技術：其將傳感器、電腦硬件、電子應用、集成電等入融于一體，經過幾十年的不斷發展，讓用于嵌入式系統的智能設備無處不見，從隨處可見的MP3，到航空衛星系統，該技術正在不斷的對群眾生活進行改變，并且還促進了工業與國防兩大方面的飛速發展[1]。

三、解決方案與所面臨的挑戰

（一）基礎方案

機械設備作為物體進入到物聯網之中，這與單種的物體，是有本質上的差別的。一種物體進入其中，只需要通過RFID芯片與印刷條碼的方式，便能夠將其主要信息表述出來，而機械就要復雜很多，如果不將傳感器數據進行融合，就無法將其當前情況顯示出來，同時，設備在運行的過程中，還會與多個器械、內部環境等多個因素相連，所以就需要使用抽象層來對其狀態進行描述，并將該層次稱為描述層，以此來向云平臺輸送相關的信息數據，該層同時還包含著設備健康、歷史記錄、外圍等關鍵的信息，這種方法被稱為設備的人格化描述。在描述層構成的過程中，需要先用傳感器具備的感知分量，讓其能夠使用數據說明功能，在相應用戶的干擾之下，對具體內容進行判斷與解讀，同樣是作為前期設備用來預警、遠距離診斷、維護、工藝數據獲取、設備與產品聯系、團隊協作的關鍵依據。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，包括了內部當前的具體情況與設備外部等多種數據。例如：在煙草膨脹設備中，產品在生產過程中，其出入口的水分含量、填充數值、環境溫濕度信息等，都是關鍵的外部數據，對于生產狀態改進、設備能力展現、診斷都有著非常重要的作用。不僅如此，完整的設備描述，需要具有經歷分量，表述運行過程中的數據、維護信息、保全等全壽命的內容，基因數據是指設備在最初的時期，所擁有的設計能力與外圍條件等。

設備在進行有效的描述之后，再通過當前已經存在的網絡技術與IOT協議，便能將機械的所有信息發送到云端之上，以供設備生產的廠家隨意使用。在結構上，煙草設備的物聯網系統，主要是利用設備的自動化控制、各種類型的傳感器、人工干預的歷史紀錄、外部設備信息組成等現場部分，再經過通信系統組成傳送的部分，在云端內構成云存儲部分，使用移動軟件、瀏覽器等組成與生產廠家的對接口。

在煙草機械物聯網的網絡和軟件協議挑選的過程中，通訊環境包括Ethernet，Wi-Fi，4G等多種可用網絡。如果是異地進行改造項目的話，4G的網絡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護工作，繳納通信費用等。在網絡建設相對較為完美的項目之中，使用Wi-Fi是一個不錯的選擇。采用的軟件協議分別可以是AMQP，JMS，HTTP，都是在太網的基礎進行工作，CQAP，是為資源受到限制的設備，所開發出的協議，DDSYU與MQTT的兼容更強一些，現通用的IOT設備都可以提供以上協議[2]。

（二）解決問題

煙草機械的物聯網系統，可做到設備的遠距離診斷、維修養護，云端設備運行的監控，將其中的損耗程度，與零件當前的磨損程度、關鍵位置的傳感器，所發出的信號接入到遠程運維系統之中，為以上功能提供基礎信息。再根據運行過程中的數據、報警事件的信息，融合機械特點與專家經驗，進行遠程判斷與故障預警。讓相關人員能夠及時掌握設備信息，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，還實現了機械控制程序的遠距離維護，使用云設備，對現場進行遠程監控、PLC程序上下載等，節省了廠家的維護成本投入。

（三）存在的挑戰

煙草機械設備進入到物聯網系統，還能夠對設計開發與運行維護工作進行改善，但同時在構建的過程中，仍會存在著大量的挑戰。不同系統之間的互操作性。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，需要現場、云、終端口開發出各不相同的運行系統，在剛開始時會存在非常大的工作量，導致現場端的監控畫面內容，與手機端顯示出的有較大差異，發生該現象的主要原因是軟件不同。依據當前的技術水平依然是無法做到，對其安全性是一個非常大的挑戰。

（四）安全風險把控

對設備進行云端的控制，能夠為機械的操作與服務量方面提供方便，同時還增加了設備的風險，必須要對系統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備與物聯網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據信息的能力。物聯網之中的安全級別分為五個，對于設備使用和人員來說，一級是非常危險的狀態，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。設備只是將連接第三方的功能保留下來，連接請求的權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網服務息息相關。當前，在煙草機械的IOT安全級別保證能力之中，企業在招標的階段并沒有做到規范與規定的統一，制造商便根據工作的實際情況，對其進行了適量的整改，與能力開放。同時，設備制造廠家還具有4、5兩個等級的決定權利可以為設備作出相應的安全保證。

總結：從以上文章中可以看出，將物聯網技術融入到煙草機械設備之中，能夠將以往維修養護與設備保養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、數據、設備等多方面的問題，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.物聯網技術在卷包設備維修現場管理中的應用研究[J].內燃機與配件，2020，No.320（20）：129-130.

[2]朱唯，何蕊.基于物聯網的煙草配方庫投料管理系統設計與開發[J].科技創新與應用，2020，No.299（07）：92-93+97.

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