物联网技术在烟草机械设备中的应用

2020-11-26刘和平

商品与质量 2020年14期

刘和平

四川中烟工业有限责任公司绵阳卷烟厂四川绵阳 621000

1 烟草机械设备控制的常见问题

在技术的成熟下，烟草机械设备自动化程度得到了显著提升，但是现有的自动化还集中在设备方面，尚未实现互通互联，厂家无法及时获取设备的参与，根据设备运行状态来进行诊断、维护，在日常设备的维护、整修上，企业与厂家之间存在沟通鸿沟。将物联网技术应用在其中，可以有效解决上述问题，满足远程监控、维护的要求，不仅降低了企业的维护成本，也可以实现远程团队合作[1]。

2 物联网技术在烟草机械设备中的应用

物联网技术的代表包括几个：

传感器技术：传感器技术属于物联网技术的关键，将各类模拟信号转化为数字信号；

RFID 标签：RFID 标签属于传感器技术的一种，融合了无线射频技术、嵌入式技术，在物流管理、自动识别上，有广泛应用前景；

嵌入式系统技术：这一技术集齐传感器技术、计算机硬件、电子应用、集成电路等技术于一体，经过数十年的发展，具有嵌入式系统的智能终端产品无处不在，从人们周围的MP3 到航空卫星系统。嵌入式系统正在改变人们的生活，并推动工业生产和国防工业的发展。

相较于单一的物体，机械设备中物联网技术的应用更加复杂，需要对传感器数据进行融合，并考虑到设备与设备、设备与环节之间的关联，为此，需要构建描述层，负责发送设备的运行信息，信息内容涵盖至历史信息、设备健康情况、与外围设备的关系。描述层需要应用大量传感器，在用户干预下来对传感器信息进行判断，这也是开展维护、诊断工作的前提，描述层中的信息既有大量内部信息，也要将外部信息纳入其中[2]。

描述完毕后，即可借助IOT 协议与互联网技术，将设备信息发送至云端，与生产厂家共享，从物联网的架构来看，烟草机械设备中的物联网包括传感器、自动化控制系统、外部设备、人工干预等组成，云端负责云储存，配备专门的通信系统，由浏览器、APP、应用程序共同组成接口。在软件协议与网络上，主要应用4G、WIFI，相较而言，4G 的维护费用相对较高，软件协议优先应用JMS、AMQP 与REST/HTTP，上述协议是基于以太网作为基础，具有很强的兼容性，可以满足设备的运行要求。

通过物联网技术的应用，实现了烟草机械设备的远程诊断与维护，云端设置了监控程序，厂家可以便利的查看到设备运行状态、磨损情况，接受传感器信号，如果出现异常，会及时给出预警，并结合相关的事件信息、报警信息、数据信息来进行诊断。物联网技术的应用为信息的存储、分享提供了便利，解决了远程监控与远程维护的问题，大大降低了企业的成本。通过物联网技术的应用，实现了烟草机械设备的远程诊断与维护，云端设置了监控程序，厂家可以便利的查看到设备运行状态、磨损情况，接受传感器信号，如果出现异常，会及时给出预警，并结合相关的事件信息、报警信息、数据信息来进行诊断。物联网技术的应用为信息的存储、分享提供了便利，解决了远程监控与远程维护的问题，大大降低了企业的成本。

就当前的应用来看，烟草行业与物联网技术的结合还处于初级发展阶段，其中也存在不少技术障碍，如“RFID 识别率”的问题，关于RFID 识别标准，全球还没有制定出统一的标准，尽管各国的标准差别不大，但是却经常无法实现兼容，加之当前我国RFID 技术的问题，也在一定程度上影响了物联网技术与烟草机械设备的结合。为此，在下一阶段，需要基于现有的信息系统作为基础，构建出符合我国实际情况的存储系统，同时，烟草企业也要不断革新技术应用，以网络技术作为发展媒介，做好精益管理、供应链管理工作，构建可控关键节点，提高服务水平，进一步深化物联网技术在企业中的应用[3]。

3 安全风险的控制

对设备进行云端控制，为设备的操作和服务提供了便利，但增加了设备的风险。因此，必须考虑系统安全设计。

对安全级别进行分类的主要考虑因素是设备与物联网的操作功能之间的耦合程度，设备与物联网之间的安全隔离机制，控制烟草机器和设备的能力，获取设备数据的能力。物联网安全级别分为五个级别。对于烟草机器设备的用户，L1 级别是最危险的级别，容易受到非所有者控制导致数据泄漏，而对于烟草机器和设备的用户，L5 级别是最安全的级别。设备只保留了连接第三方的能力，连接请求权在用户手中，是最高安全等级[4]。

从以上的分类定义来看，提高安全级别与减少物联网服务正相关。目前烟草机械设备的IOT 能力的安全级别保证，烟草企业在招标等阶段没有统一的规范和规定，烟草设备制造商根据其工作环境在其设备上设置了某些开放能力。建议，烟草机械设备生产厂方拥有L4、L5 级别的决定权，设备制造商应为烟草机器和设备提供L4 和L5 的安全保证。L3 级设备的交付由用户和制造商决定。L1和L2 级别必须由机械用户以及设备制造商共同实施。