基于物联网背景的皮革管理数据库设计

陈卉娥

（常州工程职业技术学院，江苏常州 213164）

引言

随着我国皮革行业的快速发展，皮革企业在国内外市场的订单需求在不断增加，这对皮革生产、物流配送以及皮革企业的管理模式与信息传输方式提出了更高的要求。

“智能转型”与“数字化”是当前皮革企业管理发展的趋势。为此，利用物联网技术为皮革企业设计一款皮革管理数据库系统，来满足皮革生产检测、信息采集、数据统计及信息传输过程的需求，以期通过数字化管理系统，进一步使皮革企业管理数据智能化与交互化，使信息管理与传输效率更加快速准确，从而降低企业的管理成本。

1 研究背景

物联网（Internet of Things）是指通过信息传感设备，实时进行按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现精准识别、实时监控、定位跟踪、数据监测等功能。常见的传感器如红外感应器、射频标签阅读装置、激光扫描器、二维码设备等。同时，物联网的原理基于“物—物”通信模式（M2M），通过各种接入网与互联网，二者相互结合起来而形成的一个巨大智能网络[1]，从而实现数据之间的命令接受或传输。

随着不断拓展，物联网技术凭借着精准识别与数据管理自动分析等优势，已经被众多传统行业作为数字化信息管理的工具。皮革企业作为相对传统的制造型行业，无论是其车间生产、设备运行或物流仓储，还是信息采集、数据分析，都需要进行精细化管理来应对企业发展。

因此，将物联网技术有效融入皮革企业管理之中，对其进行数据库开发，可有效解决当前皮革企业管理中存在的问题，并提高企业管理的效率，使企业朝着健康数字化方向发展。

2 基于物联网背景的皮革管理数据库内容

2.1 设计目的

针对当前传统皮革企业信息管理中存在的问题，例如生产数据存在误差、信息传输速度慢、人工数据分析常出错、管理系统响应效率低、企业管理协调性差等现象[2]，运用物联网技术作为系统架构背景，设计一款适用于现代皮革企业信息管理的数据库系统，以此提升皮革企业管理数字化与智能化发展。

2.2 模块内容

皮革管理数据库以物联网中的感知层、应用层及网络层作为不同模块区分的主要集合。模块内容分为了界面模块、皮革生产管理模块、皮革信息采集模块、皮革数据统计模块、皮革生产监测模块、数据库管理模块等。

其中，皮革管理数据库中的感知层主要是用以实现对皮革数据库系统的界面控制；应用层通过信息的接受发送命令，从而实现皮革从生产监测到数据分析及功能的实现[3]；网络层则是通过网站服务器与文件服务器实现对皮革管理过程中各类数据的及时存储，具体模块内容分布如图1 所示。

图1 不同层面的模块内容分布Fig.1 Distribution of module contents at different levels

3 基于物联网背景的皮革管理数据库设计与实现

3.1 感知层设计

在皮革管理数据库感知层设计中，主要针对数据库系统管理界面进行设计实现。选用人机界面（HMI）组态屏作为数据库系统界面，其优势在于触摸稳定强、分辨率清晰度高、操控性能强大。

人机界面（HMI）组态屏主要分为主控制器与存储器两部分。主控制器包含了主要负责数据传输与指令解析与执行，利用FPGA（可编程器件集成电路）用来发送、接受命令和读取、显示系统数据信息[4]。

此外，组态屏中还利用Visual-TFT（虚拟串口屏软件）还可以对整个界面进行优化与功能添加，扩展组态屏界面的应用内容。同时，存储器放置于串口平之中，同时还接受SD 卡与USB方式进行信息读取，无需复杂的电路设计，整个界面呈现出便捷、快速、简易的特点。以人机界面（HMI）组态屏实现皮革管理数据感知层，具体的运行流程如图2 所示。

图2 界面运行流程Fig.2 Interface Operation Process

3.2 应用层设计

应用层是皮革信息管理数据库中最为重要的部分，是整个数据库系统实现技术功能的核心。应用层设计主要包含用于基础管理的服务器、Web 端及其他软件工具之间的交互，其作用主要是用于信息数据的传输。

管理人员在数据库应用层中，通过管理界面下达信息指令，数据传导到服务器之中可进行查询与筛选存储，在服务器中通过无线传感器施加指令，可对信息数据进行注册修改、实时监测、任务布置等[5]。

同时，管理指令通过Web 端口可以自动判断信息指令的来源，根据信息指令的来源对其进行数据分类，自动归结到数据库中的Results 列表进行筛查，将最终结果反馈到Web 端之中。此外，运用其他软件工具可以通过程序编程进一步开发应用层信息传输的其他功能，例如设备预警、管理监控等，具体运行流程如图3 所示。

图3 应用层运行流程Fig.3 Operation process of application layer

3.3 网络层设计

皮革管理数据库的网络层是由通信网络、企业内部局域网、以太网组成，通过数据传输，向服务器输入数据信息并进行自动报备存储。在数据存储过程中，依据数据的类型进行自动筛选分类。

以皮革生产预警监测模块为例，运用RFID 射频识别器可以对皮革生产过程中的皮革物料、设备状态、上下货流水线、生产环境温度进行信息采集，通过工业以太网和内部局域网进行通信数据的传输，并在文件服务器中进行数据保存，通过标准数值设定，判断生产中存在的预警热点，在界面层中显示系统预警信息。同时，采集后的信息数据可在文件服务器中可进行存储和保留，方便管理人员随时筛查数据，具体运行流程如图4 所示。

图4 工业以太网预警监测流程Fig.4 Industrial ethernet early warning monitoring process

4 基于物联网背景的皮革管理数据库设计优势

4.1 减轻管理人工成本，提高管理数字化效率

皮革管理数据库基于物联网技术进行开发，凭借着传感器及企业内部局域网，可精准识别数据信息，从而实现皮革从生产环节到车间设备等方面的全方位管理，运用数字化方式极大地减轻了管理人员的工作压力，管理人员通过数字化界面平台对皮革数据信息进行精准有效控制，提高了企业管理数字化效率。

4.2 传输信息准确快速，实现管理数据协同化

运用皮革管理数据库，管理人员无需投入额外的硬件成本和技术培训，可快速操作上手，实现皮革企业内部信息数据的管理协同化，数据库中的Results 列表可自动筛选皮革信息数据，准确快速完成皮革企业各部门、各环节中的数据统计分析，有效提升皮革企业的精细化信息管理。

4.3 促进生产智能发展，提升节能减排水平

由于在制革的过程之中会产生一定的污染，皮革企业在处理污染过程之中通过皮革数据库中的传感器，可以有效判断污染系数，根据系统自动统计的排污数据，进行排污预警提醒，远程设置排污系统的开放与关闭功能，有效防止各类突发情况。同时，充分利用物联网的分层技术对能耗进行感知和检测，利用系统中的功能层可以对企业成产过程中的能耗数据储存、加工、查询、分析，可以极大地提高了皮革生产环节中的节能减排水平[6]。

5 结语

融合物联网技术开发的皮革数据库能够推动皮革企业信息化建设，提高企业信息数字化管理水平。通过控制器对数据信息进行接收、输出与发送命令，有效提高皮革企业管理数据的协同性，为实现皮革企业在智能生产、统计分析、预警分析、终端系统管理提供良好的帮助。同时，皮革数据库中对信息数据的实施把控，可以有效判断生产周期效率，进一步降低企业的人工管理成本，使企业更好地应对复杂的市场变化。