基于工业互联网技术的智能检测系统设计

2021-06-16张银利

电子技术与软件工程 2021年4期

张银利

（金航数码科技有限责任公司陕西省西安市 710082）

工业互联网相较于民用互联网以及军用互联网，其本身的定位和面向对象特殊，主要是实现对工业设备以及工业技术的全面化监管，对于智能检测系统，需要根据其需要完成的任务进行适当的开发，所以可以说，工业互联网技术下的智能检测技术要根据其面向对象以及作用原则，对各类系统进行专业化的开发，不过整体框架方面具有一定的相似性。

1 工业互联网技术特征

1.1 完整性特征

工业互联网技术的使用中，必须要具备完整性，体现在两个方面，一个是针对信息的取得、传输、处理、交互和存储模块的建设，其中任何一个模块遗漏，都意味着该互联网系统运行过程无法保持稳定，正是由于完整度不足，使得该系统出现了缺陷。另一个是针对运行路径规划方面的完整性，在工业互联网系统的建设过程，常用的网络运行框架如图1 所示。

1.2 安全性特征

工业互联网系统由于其特殊性，但凡出现安全问题，一方面很可能会导致整个工业互联网系统停摆，无法根据已经设定的功能、运行要求以及工作方法取得专业化的控制结果，另一方面很可能会导致其中出现的一些关键性信息遗漏问题，尤其是对于一些重点企业，更需要全面防范出现安全缺陷[1]。比如针对某工业互联网技术下的智能检测技术，其运行原理是直接分析当前工业互联网技术内是否存在隐蔽信道以及基于大数据的APT 攻击，采取的安全检测工作流程图如图2 所示。

1.3 管理性特征

工业互联网系统所开发出的其他各类功能体系，必须要经过全面化的管理，才可以使得管理结果具有更高的完成度和科学性，因此对于工业互联网来说，必须要具备管理性特征。所谓的管理性特征是指，一方面由所有工作人员通过了解智能检测技术原理，按照该项工作的操作方法以及原则完成管理工作。另一方面该技术体系要具备可升级性，根据当前的工业系统发展运行要求和工作需求加入功能。

2 基于工业互联网技术的智能检测系统构成

2.1 信息收集系统

在信息收集系统的运行过程，起到的作用是直接从当前的工业互联网体系之内直接获得所有类型数据，而这类数据在后续的使用方法和使用原则上，则要借助专业工作协调机制得到数据。比如在具体的研究过程，本文以某类商品的智能检查体系为对象，该系统的工作任务是针对商品的重量以及外形测量，之后研究该商品是否通过了验收制度，所需要加入的传感器包括压力传感器和光电传感器，这类传感器所取得的信号之后，按照如图3 的模式转变成电信号。

其中该传感器的综合精度为0.1%F·S，灵敏度参数为1.5±0.1mV/V，重复性的误差正度参数为0.05%F·S，该系统要更好获得高精准度的数据，可以把传感器的微弱毫伏信号放大，从而可被PLC 控制系统接收。

2.2 信息传递系统

信息传递系统使用过程，可根据当前工业互联网体系下已经开发出的各类技术，实现所有数据的高速传递，比如使用已经开发的5G 通信技术，可直接实现所有信号的高准确度、高速度以及大容量的传输，不过需要注意的是，需要根据新技术环境下的攻击手段防范攻击。

本文研究重点是针对信息传递过程中的隐蔽信道，因为在数据包的传递中，如果某个信道未遭受攻击，或者并非所谓的隐蔽信道，那么其报文系统的数字和使用的所有字母会呈现出线性相关状态，那么这就为发掘和查找隐蔽信道带来了方法上的帮助[2]。

图1：工业互联网系统的运行框架

图2：信息安全系统运行流程图

图3：传感器系统的信号转换方案

图4：智能检测系统层级图

2.3 信息分析系统

在信息的分析系统中，可根据智能检测技术的运行标准和运行对象进行分析，因为对于工业互联网技术中的智能检测系统来说，作为一个覆盖大范围功能的系统，在内容物数量上极大，针对不同的检测项目所使用的标准不同、使用的方法不同以及所需要取得的数据不同，需要根据相对应的原则和方法取得不同的结果。比如在研究过程中，以针对某类商品重量检查为核心的智能分析系统，一种是将重量信息和外观信息直接封装成一个数据单元，该数据单元可按照系统内所设置的模型进行处理，另一种是直接对重量参数和外观参数进行对比，本文认为前项方法自然更具备科学性。在实际利用过程，要根据该商品的重量以及外观参数进行处理，建设的数学分析模型如下：

其中，Gi这代表着称重重量，ρi为该商品不同等级下的密度，Vi为该商品的体积，那么要通过重量传感器获得相关参数，依托于光电传感器，通过对拍摄结果的分析，该商品的体积可以计算，当然如果是对于不规则的形状，可以将其按照规则形状的物品处理，比如某类坚果类似于球体，则可看做是球体，而另一类坚果类似于椭球体，在将其按照椭球体处理，通过测量最大直径和最小直径的方法核算体积，之后核算该被拍摄坚果的密度，与不同品级的坚果密度数值对比。

2.4 安全管理系统

管理系统的建设中，需要根据面向的安全管理工作对象科学设定，因为针对工业互联网体系下的智能监控系统，面向的管理工作对象不同以及所需要完成的安全管理工作项目不同，因此自然需要针对安全管理系统进行科学性的建设。如在某工业互联网系统的运行过程中，针对信息安全管理系统，其面向对象是当前设备运行过程中是否存在安全隐患，那么针对其中的主要安全管理风险要素包括环境要素、人员操作要素以及工业设备的本身风险要素。

3 基于工业互联网技术的智能检测系统设计

3.1 整体框架设计

基于工业互联网技术的智能检测系统，在具体设计过程中针对整体框架的设计中，最终可以取得如图4 所示的设计方案。

针对数据的采集系统，要设置依托于不同功能要求和不同的设计方案要求的传感器，比如在本文的研究过程中，就设置了重量传感器和光电传感器，之后对数据进行封装处理，直接以数据包形式在其中加入关键信息，并使用5G 通信技术传递。工业云平台作用是解封数据包，并对这类数据进行分析，对于所谓的机器学习，可以根据某批次材料的问题出现几率确定今后的重点检查项目。如针对某批次的坚果检查，发现主要的问题在于色泽方面，而并非密度以及重量方面的问题，那么在今后的检查过程，需要着重强化对光电传感器的资源投入，让该系统可处于连续稳定的运行状态。在得到了所有信息之后，直接把已经取得的分析结果通过人机交互模式传递给工作人员，让其分析某批次商品，甚至于整个互联网系统是否出现了极其严重的质量问题或者安全风险[3]。

3.2 运行流程设计

运行流传的设计中，首先是针对基础性数据的获得，当然该过程要根据整个工业互联网系统所完成的工作任务、取得的工作表现以及各类工业设施的运行参数整合，其次是实现针对所有数据的高效传递，在当前的工作中，5G 通信技术已经开始在互联网系统内充分发挥其重要作用，那么就需要针对整个流程的运行过程和设计过程，充分研究各类信息的处理规范，对于远距离的数据传递，还需要确保各类信息的传递精准度。最后是实现各类信息的传递和存储，传递过程中通过人机交互界面，直接展示针对某类管理对象和管理方法能否真正发挥其应有作用，针对存储过程直接借助数据库完成任务。

3.3 功能模块加入

功能模块加入工作中，要分析工业互联网技术的使用过程中，是否需要根据该系统的工作要求和运行方法，对所有功能进行适当修正，当此时针对主要功能模块的加入方法和交流，需要根据现有工作方案构造。在功能模块的分析过程，要根据该系统的侧重点和运行要点在其中进行适当的配置。比如如果某系统着重于所有设备运行安全性的检查，那么主要的功能模块就是安全检测系统以及相关的传感器，如果某系统侧重于商品质量的检查，那么针对重量传感器、光电传感器、传送带速度传感器等就成为了装配重点。

3.4 信息处理设计

信息处理设计过程要根据已经构的技术方案进行配置，比如针对上文中提及的某类型商品重量传感器体系，就需要实现针对重量信息和光电信息的封装，之后按照数据单元封装之后的体系对这类信息进行后期处理，所以可以说，在所有信息的处理过程，主要是根据该系统的运行方案和协调机制取得相关的参数，并且对这类参数的后期工作表现进行适当化的协调。