物联网技术的现状及其在工业信息化中的应用研究

2022-08-03黄章健

科技风 2022年18期

黄章健

温州科技职业学院浙江温州 325006

物联网因其自身所具有的优势，在诸多行业或者领域得到了越来越广泛的应用。信息化时代背景下，将物联网与云计算、传感网络等技术高效融合，提高了信息传播时效性，为行业持续性发展营造了良好条件。在应用实践中，物联网技术具有多样性，将其运用到工业信息化中，具有诸多现实作用，推动了我国工业化建设工作有序开展，并提高了工业信息化建设成效。

1 物联网技术的现状

1.1 物联网的特点

互联网已广泛地融入人们的日常工作与生活中，相较于互联网，物联网仍处于初步发展阶段。从目前来看，物联网具有较大的发展空间，此项技术具有诸多优势，整体的应用前景较为广阔。在实际应用中，物联网技术在运行过程中需要遵循相应的传感设备协议，以及客观物体与其他物体间的相关联性，在进行信息交换连接时，物联网技术可以对物体进行智能化识别，并对物体进行智能化定义和监管。

1.2 物联网的发展

从全球范围来看，物联网发展仍处于初步的感知阶段，在识别物联网中的物体时，可以凭借感知管控方式，科学高效地识别物体的具体信息。例如，电子标签成为超市中商品的重要性标签，凭借商品电子条形码，员工可以全面收集商品的进货来源、价格、保质期等信息，为商品整理与销售等工作提供充分的数据信息支持，同时，为商品归类与整理工作营造良好条件。从现有情况来看，我国物联网技术发展任重道远，在实际应用中，感知设备在运行的过程中，往往需要接受控制设备的监管。从技术发展趋势来看，我国在控制设备与控制技术方面的研发处于瓶颈期，使得物联网在我国的发展面临了较大的挑战。

1.3 物联网主要架构

1.3.1 以标签为基础的物联网使用架构

以标签为基础的物联网使用架构是传感层最简单的物联网，工作人员通过将事先制定好的条形码统一粘贴到物品上，并借助专业化仪器设备，对物品信息进行自动化识别，从而对物品执行一系列管理操作，进而强化与互联网间的融合，有效提高物联网服务质量。从现有的使用架构来看，EPC是一种全球范围内标准定义的产品数字标识，RFID则是EPC标签的载体。因RFID具有非接触、可同时识别多个标签等诸多优势，成为目前电子标签的主流。

1.3.2 以传感网为基础的物联网应用架构

WAP传感器节点多由传感器、无线收发器、微控制器与电源共同构成，并广泛分布在监测区域的各个传感器节点。凭借无线通信形式形成一个智能化组网，以及形成一种自组织的无线传感器网络。通过协作高效完成对周边情况的动态化监测，并把处理后的信息传递给用户，为用户提供诸多便利。从现有应用情况来看，传感网技术具有复杂性，且起步时间较晚。为了推动物联网技术的快速发展，需要给予传感网络技术研究工作足够重视。

1.3.3 以M2M为基础的物联网应用架构

M2M丰富了交互通信模式。过往的工业数据采集或者监管系统，尽管与M2M系统具有相似之处，且可以快速精准地完成设备数据信息收集或者远程监控工作，但是因M2M是在互联网等技术基础上发展而来，使得此项技术仍然具有一定的区别，且便于应用到广域互联中。

1.4 物联网关键技术

1.4.1 无线传感网技术

在实际应用中，传感器面对物联网传感层的信息，需要执行感知或者采集操作。为了提高物联网技术应用成效，需要不断改进传感器，使得传感器逐步向低能耗与微型化方向发展。为了大幅度提高传感网通信实效性与质量，应加大相关技术研究力度。例如，积极研发新型调制与编码技术、信道调度技术、功率控制技术等一系列无线通信与组网技术，或者相关核心芯片。通过从网络部署直到生命周期结束，为了提高管理成效，应加大实时网络性能监视技术、拓扑管理技术等新型传感网络管理技术研究力度。

1.4.2 通信网络技术

通过合理应用现有的通信网络来不断优化网络环境，以此搭建起完善的物联网数据传输渠道，进而有效优化电信网、互联网等网络。新时期，为了确保物联网业务需求得到充分的满足，实现物联网数据的快速传输，成为物联网传输层研究工作的重要工作内容。

在物联网发展过程，网关技术是重中之重。网关在互联网中所发挥的重要性不容小觑，有效连接了感知网络以及传统通信网络。此外，依托网关可以将不同类型的感知网络进行互联，并实现感知网络与以往通信网络间的协议转换，甚至实现广域互联或者局域互联。物联网的网关还兼具了设备管理功能，运营商可以借助网关有效设置感知底层的相关节点，并结合所掌握的节点信息，科学合理地开展远程管控工作。

1.4.3 物联网中间件技术

物联网中间件属于一组软件模块。在通用与标准化软件架构上，高效地归纳与总结物联网行业中出现的共性问题，并形成一套科学完善的产品化通用模块，为物联网使用的共性问题提供一些标准化的业务组件，大幅度提高了物联网软件设计工作成效。从目前情况来看，常见的物联网中间件主要包括了传感层、传输层、应用层的相关可标准化或者可复用的通用模块。在现实应用中，中间件常用的使用问题是标准化，目前已经产生了相应的标准，在结构化信息标准基础上发展而来的相关标准。

1.4.4 云计算等数据处置或者应用软件

云计算的科学合理应用，实现了并行计算、分布式计算等多元化计算方式的综合应用。从服务形式来看，云计算属于一种新型的网络服务形式，大幅度提高了服务成效。它是将桌面为中心的任务处理演变成以网络为中心的任务处理，改变了处理模式。用户借助互联网可以高效地实现信息传递、数据存储等相关操作，进而大幅度提高了数据管理成效。

在应用实践中，云计算具有强大的功能，与此同时，也面临着诸多挑战。云计算技术的高效应用离不开大规模的集群化计算系统。随着系统规模的不断扩大，系统的可靠性、安全性与稳定性则受到较大的挑战。在应用中，云计算多是针对TB或PB级的数据，如何充分挖掘这些数据信息的潜在价值，则是云计算应用研究的重要工作内容。将原本保存在本地，并为自己所掌握的数据存储到一个云计算服务中心，在存储过程中必然会存在一定的安全隐患。因此，有效提高数据信息的安全性，成为云计算应用亟待解决的事情。

2 物联网技术在工业信息化中的应用意义

2.1 技术优势

云计算与大数据是计算机网络中的两大主导性技术，依托两项技术为物联网的持续性发展提供了先进的技术支持。在实际发展过程中需要结合市场需求，方可明确发展方向，实现物联网的高效发展。我国工业化发展步伐的加快，为了将信息化技术高效地应用到工业发展中，对物联网技术应用提出了迫切要求，市场的紧密联系为物联网行业的快速发展营造了良好的条件。从现有情况来看，多数企业为了寻求持续性发展，企业生产与运营的智能化与网络化发展。通过推动设备与物体获得有序、协同化发展，可以实现工业化建设成效。在工业信息化建设中，物联网技术具有诸多价值。比如，改善了设备工作状态，优化了原材料供给，实现了产销结合，提升了废料处理质量等。此外，物联网与工业信息化间的融合，有效降低了企业生产成本，实现了各个部门间的协调发展，并加大了上下游产业间的融合力度。

从原材料供给来看，将物联网应用到工业信息化后，有助于工作人员实现生产设备或者原材料半成品的精细化管理，提高了企业生产流程的合理性，并大幅度提高了资源使用成效。

从产销结合角度来看，移动互联网相关工作人员可以动态化掌握产品、库存、物流等情况，进而有效把控生产方向，作出正确的生产决策，并有效调控生产速度。在产品售出后，依托物联网，工作人员可以为用户提供多元化且高质量的维修保养等服务。通过全面收集客户的应用感受与需求，为用户提供更加周到的服务，增加用户与企业间的联系，提高企业市场认可率。作为下游企业，则可以省去大量时间进行管理或者是维护工作，节约了维管成本，强化了上下游企业间的深度融合。

科学合理地应用物联网技术，有助于实现废弃物、污染物的监控与管理，并帮助企业有效监督生产产品的质量，以及综合污染情况。

2.2 提高工业信息化建设成效

在过往工业化发展中，运行系统较为烦琐，多由信息系统、控制系统或设备系统共同构成。每个系统的职责具有差异性，为了推动工业化生产工作顺利进行，需要有效管控层级，并输入相应命令，由信息层级传输相关命令，设备层次则负责执行命令，进而完成生产等一系列操作。在实际的工业化发展中，设备与原材料数量众多，从整体情况来看，此种系统运作方式往往会呈现出程序烦琐等弊端。相较于传统工业化，物联网则有助于简便工作流程，从整体上提高了材料使用成效，实现了设备自动化运作。此外，依托物联网，可以结合企业的切实所需，制定出相应的存储策略，从整体上提高生产、销售、储存等各个环节的工作成效，并降低设备维护成本，提高生产效益。

2.3 安全性大幅度提升

在实际应用中，互联网技术在各个生产程序或者环节管控工作中发挥着重要作用。物联网技术则不同，可以独立对单独事物执行管理或者操作任务，并在相应系统动态化监控下，结合生产加工情况，积极执行安全预警。此外，各个设备可以进行自我检查，一旦发现危险后，可以及时释放危险性信号，并执行切断信号，停止设备运转，有效规避安全生产事故的出现，以及设备毁损，减少了设备维管成本，提高了企业经济效益。

2.4 其他优势

借助物联网技术，企业可以不断创新与优化发展理念，强化企业发展变革，为企业生产计划制订工作提供充分的参考数据信息，并将物联网全面渗透到企业生产、运输、销售、服务等全过程，进而推动工业信息化建设工作有序开展，提高企业市场竞争力。

3 物联网技术在工业信息化建设中的应用对策

物联网与现代工业企业间的高效融合，强化了工业生产组织的柔性，实现了生产过程的重组，以及企业生产资源的优化配置。从经营模式来看，科学合理应用物联网技术，实现了工业生产企业与客户间的紧密连接。通过为客户提供多元化且高质量的服务，提高了用户的企业认同感。同时，可以结合企业用户中存在的问题，不断优化生产目标与经营模式，进而从整体上满足用户多元化、个性化、全生命周期管理的切实发展所需。在实际管理过程中，物联网为企业实现扁平化管理营造了良好条件。通过有效缩减企业管理层级，可以大幅度提高各项管理决策执行成效。以下内容结合工业信息化建设实践，提出了几点互联网技术应用对策。