物联网技术在烟草机械设备中的应用研究

郭玉磊 张春朝

摘要：随着物联网技术的不断发展壮大，将其融入于烟草机械设备之中，不仅能够将设备最大的能力发挥出来，还能实现物体之间的信息实时共享。基于此，本文重点分析了烟草设备中经常出现的問题，同时细致表述了实行的方案，解决措施等，还阐述了这一技术在烟草机械设备中的具体使用情况，供参考。

关键词：物联网技术;烟草机械设备;安全风险把控

引言：物联网技术是在网络的基础上，衍生出的一种新形式，其不仅将人与网络之间的沟通渠道进行创新，达成了产品的交换、交流，同时，让红外线感应器与全球定位系统等技术与网络进行融合，做到了数据传输与共享两大功能。再将其安装进烟草设备之中，能够使该产品在生产、输出总数量、提高当前的生产效率方面，进行精准地分析与总结。

一、烟草设备中常见的问题

在技术不断发展成熟的前提下，烟草生产设备的自动化程度已经显著升高，但是先进的技术仍是在集中生产方面，不能进行互相之间的沟通与联络，厂家通过对机器当前情况的查询，并依据运行时的多种状况，来对其来展细致的分析、诊断、维修养护工作，在日常维护与整体修理时，让用户与生产厂家之间产生交流上的鸿沟，如将物联网应用在其中，问题便可以迎刃而解。

二、物联网技术在烟草机械设备中的具体应用

物联网技术在烟草机械设备中的代表主要分为以下几个功能：

1.传感器技术：该技术作为物联网系统之中的关键，可以将接收到的多种类型信号转变为数字形式。

2.RFID标签：其作为众多传感技术中的一种，将无线射频、嵌入式技术进行融入其中，同时在物流管理、自动识别等方面，具有较为宽广的应用前景。

3.嵌入式系统技术：其将传感器、电脑硬件、电子应用、集成电等入融于一体，经过几十年的不断发展，让用于嵌入式系统的智能设备无处不见，从随处可见的MP3，到航空卫星系统，该技术正在不断的对群众生活进行改变，并且还促进了工业与国防两大方面的飞速发展[1]。

三、解决方案与所面临的挑战

（一）基础方案

机械设备作为物体进入到物联网之中，这与单种的物体，是有本质上的差别的。一种物体进入其中，只需要通过RFID芯片与印刷条码的方式，便能够将其主要信息表述出来，而机械就要复杂很多，如果不将传感器数据进行融合，就无法将其当前情况显示出来，同时，设备在运行的过程中，还会与多个器械、内部环境等多个因素相连，所以就需要使用抽象层来对其状态进行描述，并将该层次称为描述层，以此来向云平台输送相关的信息数据，该层同时还包含着设备健康、历史记录、外围等关键的信息，这种方法被称为设备的人格化描述。在描述层构成的过程中，需要先用传感器具备的感知分量，让其能够使用数据说明功能，在相应用户的干扰之下，对具体内容进行判断与解读，同样是作为前期设备用来预警、远距离诊断、维护、工艺数据获取、设备与产品联系、团队协作的关键依据。这个判读的过程中，主要工作中心不仅是辨识功能，还是对机械人格化的理解与控制。描述层所需要的信息来源非常广泛，包括了内部当前的具体情况与设备外部等多种数据。例如：在烟草膨胀设备中，产品在生产过程中，其出入口的水分含量、填充数值、环境温湿度信息等，都是关键的外部数据，对于生产状态改进、设备能力展现、诊断都有着非常重要的作用。不仅如此，完整的设备描述，需要具有经历分量，表述运行过程中的数据、维护信息、保全等全寿命的内容，基因数据是指设备在最初的时期，所拥有的设计能力与外围条件等。

设备在进行有效的描述之后，再通过当前已经存在的网络技术与IOT协议，便能将机械的所有信息发送到云端之上，以供设备生产的厂家随意使用。在结构上，烟草设备的物联网系统，主要是利用设备的自动化控制、各种类型的传感器、人工干预的历史纪录、外部设备信息组成等现场部分，再经过通信系统组成传送的部分，在云端内构成云存储部分，使用移动软件、浏览器等组成与生产厂家的对接口。

在烟草机械物联网的网络和软件协议挑选的过程中，通讯环境包括Ethernet，Wi-Fi，4G等多种可用网络。如果是异地进行改造项目的话，4G的网络是非常适宜且方便的，但是因其使用的特点，还要定时定期的开展维修养护工作，缴纳通信费用等。在网络建设相对较为完美的项目之中，使用Wi-Fi是一个不错的选择。采用的软件协议分别可以是AMQP，JMS，HTTP，都是在太网的基础进行工作，CQAP，是为资源受到限制的设备，所开发出的协议，DDSYU与MQTT的兼容更强一些，现通用的IOT设备都可以提供以上协议[2]。

（二）解决问题

烟草机械的物联网系统，可做到设备的远距离诊断、维修养护，云端设备运行的监控，将其中的损耗程度，与零件当前的磨损程度、关键位置的传感器，所发出的信号接入到远程运维系统之中，为以上功能提供基础信息。再根据运行过程中的数据、报警事件的信息，融合机械特点与专家经验，进行远程判断与故障预警。让相关人员能够及时掌握设备信息，方便信息知识的存储与共享，为管理工作带来了便利。不仅如此，还实现了机械控制程序的远距离维护，使用云设备，对现场进行远程监控、PLC程序上下载等，节省了厂家的维护成本投入。

（三）存在的挑战

烟草机械设备进入到物联网系统，还能够对设计开发与运行维护工作进行改善，但同时在构建的过程中，仍会存在着大量的挑战。不同系统之间的互操作性。IPC，PAD，PHONE等端口想要取得同样的控制和显示效果，是一件非常困难的事情，需要现场、云、终端口开发出各不相同的运行系统，在刚开始时会存在非常大的工作量，导致现场端的监控画面内容，与手机端显示出的有较大差异，发生该现象的主要原因是软件不同。依据当前的技术水平依然是无法做到，对其安全性是一个非常大的挑战。

（四）安全风险把控

对设备进行云端的控制，能够为机械的操作与服务量方面提供方便，同时还增加了设备的风险，必须要对系统的安全性进行慎重考虑。

对其进行安全级别分类的主要原因是设备与物联网操作功能上的耦合程度，因二者之间存在着隔离机制，所以存在着对机械能力控制与获取其中数据信息的能力。物联网之中的安全级别分为五个，对于设备使用和人员来说，一级是非常危险的状态，较为容易被外界进行控制，使得其中重要信息遭到泄露，五级是一种安全程度非常高的情况。设备只是将连接第三方的功能保留下来，连接请求的权利仍是留在用户的手中。

从以上分类的含义可以看出，提高安全级别与减少物联网服务息息相关。当前，在烟草机械的IOT安全级别保证能力之中，企业在招标的阶段并没有做到规范与规定的统一，制造商便根据工作的实际情况，对其进行了适量的整改，与能力开放。同时，设备制造厂家还具有4、5两个等级的决定权利可以为设备作出相应的安全保证。

总结：从以上文章中可以看出，将物联网技术融入到烟草机械设备之中，能够将以往维修养护与设备保养方面存在的弊端解决，但是其自身仍是存在着一定程度的安全隐患，其中主要有通信、数据、设备等多方面的问题，在对其使用的过程中，需要加大该方面的重视程度，严格保护好容易出现隐患的部分，并将其扼杀在萌芽之中。

参考文献：

[1]马胜军.物联网技术在卷包设备维修现场管理中的应用研究[J].内燃机与配件，2020，No.320（20）：129-130.

[2]朱唯，何蕊.基于物联网的烟草配方库投料管理系统设计与开发[J].科技创新与应用，2020，No.299（07）：92-93+97.

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