基于物联网的稀有金属加工设备点检管理系统

0 引 言

随着全球工业信息化进程的加快，企业生产设备预防维修逐渐成为新一代设备管理理论的重要组成部分。点检作为设备预防维修的基础，也是当前企业信息化管理的研究热点 [1]。传统的设备点检是工作人员携带点检本逐个对设备的状态进行检查并记录 ；设备管理人员定期查阅点检记录本，对设备隐患进行排查。整个过程费时费力，同时存在点检人员未去设备处点检只填写记录的问题。另一方面，传统点检方式仅仅只是对数据的记录与累计，面对日积月累的庞大数据量，缺乏系统化的智能管理手段，致使数据的统计分析异常困难 ；维修人员处理设备故障时，只能逐本查阅设备点检本，设备管理与维护效率低下。

针对传统点检存在的问题，结合 NFC 技术与物联网技术，研究了基于物联网的设备点检管理系统，实现了企业设备的智能点检，方便及时了解设备状态，提高设备故障的预防与治理能力，确保企业生产的顺利进行。

1 设备点检管理系统构成

设备点检管理系统基于物联网技术和 NFC 技术构建而成，包括 NFC 标签、手持点检仪、通信网络、数据服务器等，系统总体架构如图 1 所示 [2]。将 NFC 标签与设备的点检信息绑定，标签贴于设备上 ；手持点检仪上安装开发的点检 APP，通过网络从数据库服务器上下载点检任务 ；通过感应 NFC 标签激活手持点检仪上的点检任务，点检完成后，通过网络将点检结果上传至数据服务器 ；通过无盘终端登录设备点检管理系统查看点检结果并对异常设备故障进行处理。

2 设备点检管理系统硬件组成

设备点检管理系统硬件依托物联网架构 [3]，包含信息感知层、传输层以及应用层，如图 2 所示。 

（1）感知层采用手持点检仪、NFC 标签完成企业内部各车间设备运行状态数据的现场采集。 

（2）传输层通过无线路由器将采集的信息传输到数据库服务器。 

（3）应用层由数据库服务器及终端机等构成，数据库服务器作为系统硬件核心，实现点检任务的生成及存储，终端机实现数据的前期处理及上传数据的后台分析，为终端机各级访问人员及管理部门提供远程访问与管理，实现数据同步共享。

3 系统应用软件开发

3.1 系统应用软件架构

设备点检管理系统软件由服务器控制软件、手持点检仪APP、数据库三部分组成，其软件架构如图 3 所示。通过服务器控制软件将点检的原始信息导入系统数据库中，并按照点检任务生成规则生成点检任务存于系统数据库中 ；手持点检仪 APP 通过网络从系统服务器上下载点检任务，并将点检后的结果上传到系统数据库中 ；服务器控制软件访问数据库即可了解设备的运行状态。

设备点检系统软件开发基于 springMVC 的 Eclipse 开发环境，采用 Java 语言编写后台应用，采用 jquery+bootstrap制作前台，采用 Ajax 技术实现前后台数据交互。系统服务器端采用 Windows2008serve+SQL Server2008 R2+tomcat8，客户端运行于安装有 IE8 及以上浏览器的服务器，点检 APP应用软件安装于安卓 4.0 以上的平台。

3.2 服务器控制软件设计

系统服务器控制软件采用 B/S 三层架构（基础平台支持层、业务逻辑层、系统管理表现层）进行服务器端的设备点检管理模块开发 [4]。服务器控制软件不仅实现了对点检路径和采集数据的存储及管理，还拥有实时监测、管理在线用户的功能，是控制系统的核心。设备点检管理服务器控制软件设计架构如图 4 所示。

3.3 手持点检仪 APP 软件设计

手持点检仪 APP 由 Android 的原生态 AndroidFramework 架构支持 [5]，由 NFC 读写模块、点检任务同步模块、点检结果上传模块、设备基本信息、点检设备信息、点检结果信息等数据支持模块，以及操作界面上的点检任务同步、点检结果上传、点检任务查看、点检结果查看、点检结果录入等界面模块组成，手持点检仪 APP 架构如图 5所示。

3.4 数据库功能架构设计

点检数据库采用 SQL Server2008 R2 数据库管理系统。设备点检数据库是在设备点检工作中，以计算机信息技术为手段，将工作中各环境抽象为不同的但互相关联的数据库表格，用于设备点检管理系统软件中相关业务存储、检索和运算等操作是设备点检管理系统应用的基础。数据库功能架构设计如图 6 所示。

4 结 语

基于物联网和 NFC 技术的稀有金属加工设备点检管理系统为企业提供了一套信息化设备点检管理平台，能够及时、准确地传递设备点检和状态信息 [6]，实现了企业内部的数据资源多层次共享，提高了企业设备管理效率与故障预防能力，最大限度保证生产设备运行在良好技术状态下，确保企业生产的顺利进行。另一方面，物联网技术和 NFC 技术相结合的应用模式对于消防检查、物业管理等领域的管理具有借鉴意义。