物联网技术在危险化工产品仓储中的应用

2023-01-03中海油天津化工研究设计院有限公司安鹏慧

数字技术与应用 2022年12期

中海油天津化工研究设计院有限公司安鹏慧

危险化工产品的仓储一直是其整个物流环节中非常重要的环节，也是由于自身存在的阻碍和弊端，亟需解决的问题。针对其在仓储环节中存在的弊端和问题，为了更加有效地解决问题，提高安全性，本文基于此对应用展开了研究，希望可以在研究过程中找到更适合储存的方法。本文主要研究使用物联网技术，通过信息辨别和远程的数据操控，有效地改善危险化工产品储存环节中存在的问题，有效地防止危险化工产品事故的出现。

近些年来，危险化工产品储存不当的问题一直是人们关注的话题，由于储存不当出现的管理失误和爆炸事件层出不穷，尤其是储存过程和运输过程中，总会出现许多恶劣爆炸事件。据不完全统计我国由于储存不当产生的爆炸事件，所造成的人员伤亡多达3000多人，在整个社会上都引起了哗然，也对维护和安定的社会环境造成了隐患，我国当前危险化工产品的运输和储存存在许多问题，例如人为管理混乱、监控设施陈旧等[1]。危险化工产品在存储过程中，需要高超的专业技术和人为运输手段，所涉及到的环节较多，人力物力较多，需要非常严密的管理要求。许多常规的运输环境和运输过程无法为仓储保驾护航，所以本文基于物联网技术对此展开研究，希望可以在探索过程中寻找更多地解决方法。

1 物联网技术

物联网技术主要是通过全球定位系统、激光扫描器和条形码，这些信息传感设备将物品和互联网相互结合起来，能够让物品在运输过程中也能通过网络的环境监控到整个运输过程，实现智能化定位和智能化跟踪，这种网络系统是非常庞大的，按照约定的协议，把物品和互联网进行结合[2]。物联网的系统结构，主要由产品运营服务器、应用管理系统、信息采集系统几个部分共同组成，它可以在信息世界和英特网的互联网中实现更多的产品互联，能够让产品在存储过程中，直接通过网络的形式识别，让信息能够变成智能产品和动态产品，让信息流完全同步。

2 总体方案

当前我国存储危险化工产品储存的仓库，不仅是放置的场所和重要的储存单元，还是化工产品仓储与应用的链接点。许多企业的危险化工产品仓储环节不够严谨，使用传送带传输的企业，很容易在入库与出库过程中出现许多事故，其中颗粒摩擦产生的爆炸事故非常常见。本研究提出的物联网技术仓储危险化工产品的整个系统是根据库房智能安防与设备连接组成的，如图1所示整体监控平台形成了完整的系统。危险化工产品的运输管理过程中，主要是通过三个阶段进行的。

图1 总体系统结构原理图Fig.1 Schematic diagram of the overall system str ucture

2.1 标识阶段

与传统管理格局例外的是，我们此次斟酌的系统结构，接纳的标识是独一的，我们引进了最先进的技术，尤其是危险化工产品在即将入库的时候，首先会通过外包装的形式贴上电子标签，对于一些气化的液体化工产品会贴上电子标签，这种阅读器将直接安装在仓库进出的出入口，在危险化工产品出库与入库之时都可以扫描电子标签，就可以直接进行远距离调控了，管理人员在检查的时候也可以采用手持的电子标签扫描，我们只需要在中心监控平台的数据库上，通过扫描的电子标签信息，自动化的掌握危险化工产品信息，这样我们可以通过简单便捷的方法直接了解到危险化工产品现在储存的状态以及运输的过程，能够通过互联网的形式了解到当前所处的地理位置和危险化工信息的储存状态[3]。

2.2 管理阶段

完成第一步的标签管理阶段之后，就可以对仓库和车辆上的危险化工产品采用管理阶段统一的监控，尤其是在库房中，周边需要安排夜视摄像头和高清智能摄像头。如果出现问题，管理者可以在第一时间内直接作出应急措施和预备方案，有效的控制问题产生。除此之外还可以在库房内部安装压力震动气体分析这些智能传感器，这些监测板块可以在库房中发挥出极大作用，能够在无人环境时，也对周边的环境和库房管理使用的服务器做好连接，出现异常时监测板块实施数据采集，并自动进行报警，发出危险预警信号，能够让监控管理中心也第一时间了解到问题现状。

2.3 确保危险化工品的运输安全

危险化工产品在运输的进程中，能够遵循车辆上的RFID阅读器直接得知危险品的详细信息，再通过定位系统和传输系统明确行驶路线。在了解运输车的具体位置后，在监控中心的环节标识中找到行驶的路线轨迹，这样我们可以通过实时的监控和实时的监测，了解危险化工品的目前状态。如果出现危险品泄漏、超速超重的问题，管理人员也可以及时联系到司机，做到快速的应急处理。

3 库房及车载智能安防系统关键技术

3.1 库房智能安防系统的性能和特点

（1）900MHz或者2.5GHz多通道长间隔的RFID；

（2）嵌入式的网关服务器是通过9处理器为内核安装的Linux系统，这种安装管理系统可以及时的对数据做好采集分析，也能够完成传感器之间的联系，在图像处理的基础上完成数据传输和上传；

（3）实施图像监控，在核心必要监控的地域，做好摄像头的装配，这样可以根据不同的需要对视频监控做好切换，尤其是图像实时传输的形式更能够方便管理人员管理，也能通过中心监控管理平台输送的形式完成监控报警功能[4]；

（4）图像缩放功能，画面分割功能（1、4、8、16、32路等）；

（5）可以通过数字硬盘的录像和监控设备的回放完成维护；

1.4 统计学方法采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验；计数资料以例(百分率)表示，组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

（6）环境监测功能能够实时的对仓库的内部管理条件进行监控，尤其是在气体分析，压力震动几个方面。通过实时监测的板块，能够将网络数据上传到服务器当中，在管理中心也能够对各个环境状态做好实施检测，防止因为环境因素而影响到危险化工材料储存；

（7）门禁系统，对相关装卸、管理人员进行委托；

（8）声光报警、真人语音提醒报警等。

3.2 处理器

使用最高配置的32位处理器，如stmf103系列，相比于同系列的其他处理器，这个配置的内核可以更好地拓展，资源也具有丰富的片上容量，传输效率较高，对于系统中存在的一些数据传输和执行问题，都能够及时读写出来。一般情况下，Nand Flash价格相对低，读写的速度可能比不上其他系统的传感器，但是作为图片和数据的储存读写的速度是比较优异的。本次系统采用的芯片都是通过Fsmc总线拓展得到的，如表1所示。

表1 库房智能安防系统硬件配置Tab.1 Hardware configuration of warehouse intelligent security system

3.3 音频播放模块

本次设计中关于音频播放的板块是通过单排插座连接进行的文件储存，能够直接地实现文件实时播报。

3.4 传感器

本名目对环境的全体讯息和因素做的实时监控，在软件平台上做了展示，尤其是物体监测传感器，红外监测传感器和智能监控传感器。设计中使用的有些式样分歧，可以直接的对主控芯片和扩展功能做好衔尾，也能够采用无线接入的式样，明确传感器的使用成效。传感器型号：DHT11。工作电压：直流5V。特质[5]：（1）湿度测量范畴：20%～90%RH；（2）湿度测量精度：±5%RH；（3）温度测量范围范畴：0℃～50℃；（4）温度测量精度：±2℃；（5）工作电压：DC5V/3.3V；（6）数字信号输出；（7）数据端口带上拉电阻；（8）带3mm固定螺丝孔，方便安装。

3.5 智能网络监控摄像机

视频压缩的执掌，采纳了视频编码压缩处理技术和标准压缩化处理，能够将信号和视频压缩成标准的传输流实现多分。视频压缩处理也能够保证视频清晰度在整个视频过程中，支持多格式的动态参数，同时也会显示日期和时间。这种多功能的动态参数，可以更好地增强智能网络监控摄像机的功能。

3.6 RFID 射频读写器

RFID射频读写器是一种新型的识别技术，它能够在不通过传感器直接接触的情况下，就将信号与物体衔尾起来，并且将物品的根基信息上传到客户端中。工作时刻只须要在物品上安装相对应的条码，就可以直接进行信息的整合和识别，能够通过数据的形式，减少人为干预，该技术中所波及到的条码是较为新式的条码技能，具备防电磁干扰的功效。可以储存更多的物品信息，识别距离，信息量较大，更改方便，并且具备多种多样的性质[6]。

（1）标签：芯片和电子元件的组合，可以在物体的安装中让物体具备独特的识别功能，也能让管理者更加简便的寻找。

（2）阅读器：建立标签之后采用阅读器，可以更好地读取电子标签信息，也能够直接录入信息。

（3）天线：主要安装在阅读器上，是对电子标签和阅读器的一种保障。

电子标签和阅读器之间具有一定的数据格式约束，被鉴别的物体起初会经过阅读器的扫描将预先固定在须要识别物体电子标签的信息获取出来，这种转化的方式能够将晦涩难懂的信息转化成我们能够了解的物体讯息，并且联合将数据合并，映现在客户端上，如图2所示。