计算机技术在机械能源中的应用

李雪萌

摘 要：互联网、软件工程、物联网、数据库等计算机技术的快速普及和发展，其在机械能源生产制造中得到广泛应用，利用软件工程技术开发了生产监控系统、机械加工和设计系统、能源勘探开采系统、OA系统，接着使用交换机、路由器、数据库、Web服务器等构建了一个拓扑结构，基于互联网实现了信息共享，并且引入了RFID、传感器等物联网技术采集机械能源开采设备的运行状态信息，进一步提升了机械能源的生产制造效率。

关键词：互联网；软件工程；物联网；机械能源

中图分类号：TP321 文献标识码：A

0.引言

随着互联网、数据库、云计算等计算机技术的快速普及和改进，其已经在电子政务、电子商务、教育科研、工业控制等领域得到了广泛应用。机械设计与制造、能源勘探与开采作为支持国民经济发展的基础，工程规模越来越大并且复杂，因此亟需引入先进的信息技术开发自动化系统，为机械能源生产提供集成化、共享化、虚拟化、智能化处理工具，进一步提高机械能源生产效率和水平。

1.计算机技术在机械能源中的应用

1.1 互联网在机械能源应用

随着光线通信、4G移动通信技术的快速普及和发展，人们已经进入到“互联网+”时代，机械设计与制造、能源勘探与开采等过程中引入了互联网技术，基于互联网实现了机械能源的远程通信功能。目前，许多机械能源生产企业组建了强大的网络系统，引入了3层交换机、路由器、Web服务器、防火墙等软硬件设施，构建了一个健全的网络系统，该系统能够实现数据共享功能。互联网在机械能源应用过程中的系统架构如图1所示。

（1）客户端。客户端主要包括PC和笔记本等电脑终端设备，这些设备可以使用互联网集成在一起，实现信息访问、传输、共享。

（2）Web服务器。Web服务器可以实现信息加工服务，能够实现机械能源信息请求、解析、数据处理和应用结果整合功能，进一步提高机械能源的信息加工功能。

（3）交换机。一般情况下，交换机布置在机械能源企业的局域网环境中，利用交换机可以实现各个PC、笔记本终端的互联互通，能够访问局域网内部信息资源。

（4）路由器。路由器可以将局域网内部的终端设备与Internet上的终端设备进行互联互通，可以为用户提供互联网远程接入、数据转发、路由传输服务。

（5）防火墙。防火墙可以根据互联网需求配置访问控制规则，保证互联网的安全性，保证系统信息安全，避免黑客、病毒、木马侵袭系统。

1.2 软件系统在机械能源制造应用

软件系统在机械能源制造过程中，可以利用分布式管理系统实现机械能源制造自动化、信息化、共享化和智能化。软件系统在机械能源制造系统中的功能包括以下几个方面：

（1）生产监控系统。机械能源制造生产过程中，为了保证生产效率和质量，引入了摄像头、机器学习等技术开发了生产监控系统，该系统可以利用先进的遗传算法、支持向量机、BP神经网络等发现机械能源制造的优势和缺陷，提高系统执行水平。

（2）机械加工和设计系统。机械加工和设计系统利用先进的数据库、软件工程技术，可以构建机械图纸管理、机械设计管理、机械加工管理、机械档案库管理等功能，进一步提高了机械加工和设计的效率，共享机械制造资源。

（3）能源勘探开采系统。能源勘探开采系统可以利用UML建模技术、结构化流程技术进行需求分析和设计，导出系统的逻辑业务功能，分别是能源勘探功能、能源开采功能等，提高能源勘探开采的效率。能源勘探可以针对能源的储量、经纬度位置、开采指标进行加工和分析，将勘探结果信息化，实现勘探人员、开采人员共享信息资源。能源开采功能可以针对开采数量、开采日期、开采人员、能源剩余储量进行处理，保存相关的开采数据结果到数据库中，供人们进行访问。

（4）OA系统。OA系统可以应用于机械能源制造过程中，梳理OA系统的逻辑业务流程，针对企业信息、企业公文、企业新闻、职工管理、培训教育、绩效管理、财务管理、仓库管理等流程进行建模，提出一个功能完善的OA系统，实现企业人员职工、财务管理、设备管理功能。

1.3 物联网在机械能源中的应用

机械能源生产制造过程中涉及的设备较多，比如在能源勘探时许多设备深入到很深的地底，因此一般的监控模式无法获取设备信息，可以引入传感器技术实时的采集设备的状态信息，并且能够将这些信息发送至防丢失设备控制系统中，使用人员可以掌握设备的位置信息、状态信息等。传感器拥有发射机和接收机两个关键模块。发射机是传感器的一个关键模块，其可以采集勘探开采设备的相关信息，这些信息包括电量信息、温度信息、湿度信息、深度信息等，系统可以针对这些信息进行加工、处理和分析，以便系统能够发送相关的控制命令。接收机可以接收防机械能源控制系统发送的命令，并且将这些控制命令转换为电信号，控制传感器设备执行动作。传感器节点应用过程中，其主要利用无线传输协议完成数据发送和接收，目前最常用的无线传输协议为ZigBee协议、WiFi网络等。ZigBee协议是一种先进的网络通信机制，该协议引入了先进的网络碰撞检测机制，能够避免多个数据信号竞争带宽资源、时隙资源等，ZigBeeMAC层采用完全确认的传输机制，每一个数据包在接收端收发送确认接收数据包之后再次发送数据。ZigBee协议开发工作时间少并且短暂，因此系统的开发成本非常低。WiFi是一种无线传输网络，其可以利用无线介质传输传感器采集的信息，并且只要设备处于WiFi网内，就可以自由地进行移动，享受以太网有线网络的接入工作，实现一栋传感器数据通信。

1.4 其他辅助信息化工具应用

目前，在机械能源制造过程中，应用的信息化工具较多，比如虚拟化技术、数据迁移技术、数据和程序隔离技术等，以便保证机械能源制造应用的性能。

（1）虚拟化技术。机械能源系统开发与实现过程中最为关键的技术是虚拟化，虚拟化可以提高硬件利用率，并且能够降低硬件的购买容量，把应用程序及其运行所需的数据独立出来，按照不同的分配策略赋予用户逻辑存储空间，这样就可以均衡应用服务器和存储服务器负载，实时地监控数据资源的使用状态，改进数据中心的利用率。

（2）数据和程序隔离。机械能源系统承载的应用程序和用户数量数以千万计，不同的用户需要访问关联的数据，因此亟需采用先进的应用程序和数据隔离技术，以保证用户信息的完整性、逻辑独立性，保证应用进程、动态链接库、应用内容能够独立运行，不会影响其他服务器或应用程序的执行。

（3）数据迁移技术。机械能源系统保存的信息量非常多，为了能够提高用户服务水平和门户网使用的经济效率，机械能源系统的硬件存储空间划分为不同的访问优先级，建设的成本也不同。一般来讲，机械能源系统可以判断用户程序和数据的访问频次，根据访问频次实现动态迁移，将访问频次较高的数据放置在优先级较高的位置，同时也可以将访问频次减少的数据迁移到优先级较低的位置。

结语

机械能源生产流程较多，涉及的人员包括设计人员、制图人员、勘探人员和开采人员等，这些人员负责不同的工作，信息共享与处理流程也比较复杂，因此可以利用互联网、传感器、数据库、软件工程、云计算等技术实现集成化系统，为机械能源生产制造提供支撑，提高业务流程协作、数据共享能力。

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