工业物联网大数据平台架构和运用探究

2022-02-25 14:43张海滨
科技信息·学术版 2022年8期
关键词:运用

张海滨

摘要:本文研究了云架构工业物联网大数据平台设计,之后根据工业物联网特征提出工业物联网大数据平台架构,使其满足于监管桥梁日常运行情况,希望今后在更多领域中运用工业物联网大数据平台。

关键词:工业物联网;大数据平台架构;运用

当前国内企业应用物联网过程中主要采用单独系统方式,侧重应用设备监控、定位等基本功能。随着企业的发展,原有的物联网应用开始影响企业转型升级,随着接入设备数量达到一定级数,导致传统平台响应速度慢,所以需要设计云架构物联网大数据平台,以下进行相关分析。

一、云架构工业物联网大数据平台设计与作用

工业互联网大数据平台是一种物联网的大数据产品,具有高性能、易扩展、易管理等特点,涵盖了物联网系统数据接入、管理、存储以及交换等环节。在平台架构当中主要包括泛接入层、通用平台层以及泛应用层,其中泛应用层无需计算与分析数据,只要通过查询接口即可获取平台中处理的数据。通用平台层为核心部分,主要服务内容是提供数据接入、存储、计算、交换。泛接入层应用X86通用服务器,无需其它昂贵的计算设备和高端存储设备,由此节约成本。

在实际应用中主要价值体现在以下方面:其一,工程机械黑盒子。通过物联网智能终端能够捕捉全球的工程机械数据,之后传输到工业物联网大数据平台,并对其挖掘与分析;其二,工业物联网信息服务平台。安装信息物联网终端之后可以在工业物联网信息服务平台中准确查询机械设备位置,用户可通过平台掌握位置信息,在设备异常后能够及时预警,由此避免设备冒用或者偷盗现象;其三,深度数据挖掘。在数据挖掘后可以分析设备在线数量分布、平均工时、开工率和区域工作热度,有利于企业调整生产计划;其四,工业物联网大数据平台。该平台具有物联网设备接入功能、数据处理功能,并且能够保护物联网数据,有效提升数据分析能力,最终为企业提供整体解决方案。

二、工业物联网大数据平台架構

不管是美国工业互联网、德国工业4.0,还是我国制造2025计划,这些体系都要应用信息物理系统,这一系统是基于虚拟世界和物理世界的制造体系,包括了数据采集、工业云、大数据、协同等全新技术的应用。所以信息物理系统被认为第四次工业革命核心技术,以下借助工业物联网概念以及工业大数据特征提出工业物联网大数据平台架构体系,由此制定工业物联网解决方案[1]。

(一)物联网环境下工业大数据

大数据概念提出之前物联网成为工业智能化发展主要途径,在实践中需要投入较多人力、物力和财力,应用成千上万的传感器采集数据,这些数据无法保证价值发挥,往往存储于数据中心,所以占用了较多网络资源,使得经济负担加重。近年来,随着大数据技术发展,人们开始更加关注数据的应用,重新审视物联网采集数据,将数据的重点放在准确性而并非数量性,也就是说打造物联网环境前期需要分析数据的功能与应用,然后推断数据采集使其符合物联网环境与标准。通常大数据具有四个特征:其一,非结构化的数据。具有超大规模并且快速增长;其二,可以实时分析并且数据产生和采集过程十分频繁;其三,大数据和结构具有多样性;其四,避免数据采集和提炼中出现虚假信息。所以说在工业领域需要充分发挥大数据技术的特征,并且需要让大数据分析不可看见的因素转变为可见性,还需要通过大数据将信息转化成价值[2]。

(二)信息物理系统下的数据价值体现

信息物理系统并非简单的技术,是一个具有明确架构和使用流程的体系,能够收集、汇总、分析、预测、排序、决策数据处理的整个流程,可以对工业数据进行流水线式的分析,并且考虑流程关系、机理逻辑、商业活动、活动目标等要求,所以信息物理系统是工业大数据分析核心。

(三)工业物联网大数据平台架构

其一,接入层。明确提出了传感器或者用户数据接入平台涉及的网络协议和通信协议,还包括平台层数据交换当中的传输协议。物联网网关是其核心组件,主要适配网络环境以及协议类型,并且支持不同传感器以及智能硬件接入,由此解决数据和不同平台兼容问题,还可以协同处理节点采集的数据,并在局部范围加以处理,然后在数据传输模块下连结广域承载网络;其二,平台层。涵盖了管理组件网络应用、组件这三个部分,网络把接入层当中不同信息通过基础承载网络传输到管理组件,然后为用户提供可视化的配置平台和系统管理,由此搭建物联网应用系统下的体系架构,能够满足物联网应用系统运行,其主要特征在于数据分析能力和事件处理能力更加快速;其三,应用层就是平台功能。结合行业实际特征、平台应用真实案例,然后满足用户直接使用提供定制服务[3]。

三、桥梁健康监测和养护平台

(一)平台架构

利用工业物联网大数据平台架构打造桥梁健康监测平台和养护平台,通过不同传感器采集桥梁环境、交通状况、桥体状况、监测桥梁是否存在裂缝、伸缩变形、渗水问题,然后发布报警信息,由此对桥梁健康情况评估,满足桥梁维护方案制定。桥梁监测内容主要分析周边温湿度、风荷载,并且监测桥梁结构应力,共设置12类传感器,当个桥梁设置100个传感器,然后统一数据标准。

(二)数据采集系统

桥梁工程中主要包括静态数据和动态数据,其中静态数据需要建立信息资料库,涵盖桥梁类型、材料桥梁病害等相关内容,桥梁基本属性系统在系统初始化过程中需要录入相关功能,由此保存相关数据。在动态数据中主要是分析运营、维护、监测数据,应用风速仪、温湿度传感器、速度传感器每两周采集一次数据。

结束语:

综上所述,随着信息技术的飞速发展,信息技术和工业技术不断结合,深刻变革了生产力、生产关系、商业模式,使得工业系统向着智能化方向发展,希望今后工业物联网大数据促进更多行业发展。

参考文献:

[1]邵飞.烟草物联网大数据平台架构研究与应用探讨[J].数字通信世界,2021,22(7):161-162,130.

[2]张萌炎,辛春文,白献甫.泛在电力物联网大数据平台架构及应用探讨[J].百科论坛电子杂志,2020,13(6):1971.

[3]阳锐,刘娜,李俊珠.泛在电力物联网大数据平台架构及应用探讨[J].邮电设计技术,2019,22(9):25-30.

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