物联网技术背景下的皮革企业信息管理系统设计研究

马旭颖，赵甜甜

（陕西邮电职业技术学院，陕西 咸阳 712000）

前言

物联网技术在企业生产与管理中并不陌生，物联网是基于互联网技术、计算机技术、通信技术融合发展的产物，由于其应用范围较广，对数据的实现与识别功能较强，已经被传统行业作为智慧信息管理的首选方式，也是促进传统制造企业升级转型的有效技术。

皮革企业作为相对传统的制造行业，面对国内市场对皮革产品需求的不断提升与销量订单的不断增多，转型升级对于传统皮革制造企业事关重大。皮革企业既要把握当下市场中的机会，也要面对国内激励的皮革市场竞争环境，因此，利用物联网技术设计现代皮革企业信息管理系统，可以实现对皮革企业内部信息的智能化管理，从而有效提升皮革企业的智能转型之路，进一步降低企业的生产成本。

1 物联网概述

1.1 物联网技术

“物联网”（Internet of Things）是指将各种信息传感设备及系统，例如传感器网络、红外感应器、射频标签阅读装置、激光扫描器、二维码设备、全球定位系统和其他基于“物—物”通信模式（M2M）的短距无线自组织网络，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]，可以实现精准识别、实时监控、定位跟踪等功能。

1.2 物联网体系架构的组成

物联网体系架构的组成主要涉及感知层、网络层和应用层，三者的组合使物联网与各行业对接了信息管理与智能数据识别的需求。

感知层作为物联网中的关键技术，是实现物体自动识别的钥匙，对物体进行精准的扫描或传感，以此达到信息识别的目的；网络层以移动通信网络为载体，是物联网实施过程中最为成熟稳定的构成，也是物联网技术融合企业智能管理信息系统中最强、最稳定的部分；应用层表现在技术的开发与提供应用端的功能，将物联网技术与企业智能生产、运输管理、物料管理等需求进行技术开发，实现产品的解决方案，保障企业数据信息的透明化与共享化，保证数据信息存储与安全。同时，物联网采用XML/Web Services/SOA 等开放式、标准化的数据表达技术，将终端设备或子系统汇总到一个统一的管理平台，实现远程监视以及自动报警、控制、诊断和维护，为用户提供对设备的全局化管理和综合化、智能化的信息服务[2]。

2 物联网技术融合的皮革企业信息管理系统设计

2.1 皮革企业信息管理系统模块组成

针对目前皮革企业生产管理中信息混乱的现状，以及管理系统响应协作效率慢的问题，设计一款以物联网技术为基础的现代皮革企业信息管理系统。该系统的建设，其目的是在现代制造生产过程中实现智能化管理，有效避免生产与数据统计环节的壁垒，提高皮革企业管理的效率。系统模块的组成主要包含了界面层（实现对皮革企业系统中的界面控制等）、功能层（皮革生产过程接受发送命令等）、存储层（皮革加工环节数据保存等）。

2.2 皮革企业信息管理系统架构设计

首先，对现代皮革企业信息管理系统设计要进行整体的架构，由于是以物联网技术为基础，同时考虑到减轻皮革企业系统维护升级的成本，所以系统采用的是Brower（浏览器）/Serv-er（服务器）作为架构，可进一步简化皮革企业客户端的电脑载荷量。其次，利用物联网中的RFID（无线射频技术）射频信号及其空间稠合和传输特性进行非接触双向通信，可以实现对皮革生产物品过程中的自动识别，并进行数据交换[3]。

最后，针对皮革企业的特性，利用不同层区将皮革企业生产过程中的各阶段数据信息准确无误的存储搬运到数据库之内，其目的在于减少系统操作的计算量，有效提升层与层之间的交互响应，从而实现皮革企业信息管理系统架构。具体如图1 所示，界面层主要是进行控制显示，是企业与系统之间的交互使用工具；功能层主要作为系统与业务二者之间命令与执行的逻辑架构，同时，业务所产生的各类数据可以进行信息采集与预警，有效对企业管理进行实时监控；存储层针对采集数据进行存储服务与服务器优化，直接面向功能层提供皮革企业在不同生产阶段的数据服务，同时还可以实现修改、添加、自动核对数据的功能。

2.3 皮革企业信息管理系统界面层设计

皮革企业信息管理系统界面层设计中，界面显示与外部传输设备用以实现界面信息的输入与识别，特别选用HMI（人机界面）组态屏，其优势在于清晰度效果好，分辨率较高（可达到1024×900），电阻触摸稳定性较好，对于皮革制造过程中相对复杂的操控环境可以很好地适应。

HMI 组态屏主要有两部分内容组成，一部分是主控制器，主要负责对数据命令实施、发送和分析，FPGA 负责对命令进行读取、刷新与显示。具体如图2 所示，组态屏之中的Visual-TFT 软件可以对界面进行优化与排版设计，使不同皮革企业中可以根据自身的管理需求进行界面的应用排列。同时，在串口屏内部存储器之中，还可以进行SD 卡或USD 的信息读取，无需复杂的电路传输，全程操作便捷，系统响应速度快，界面操作上手简单容易。

2.4 皮革企业信息管理系统功能层设计

功能层作为皮革企业信息管理系统中的重点，对整个系统的实现至关重要。功能层的核心基础在于对皮革生产环节过程中的信息采集与数据传输。数据传输的效率十分迅速，但是其过程相对复杂，作为皮革企业信息管理系统功能层的主要应用功能，数据传输的准确性十分重要。数据传输的实现首先管理人员要施加相关命令，管理人员通过服务器进行任务查看、数据监测、注册修改，运用服务器向无线传感器施加命令进行数据传输，无线传感器在接受到数据之后自动停止运行；其次，数据传输通过Web 端来进行分散式数据提交，Web 端自动判断数据的来源与分类，数据库在接受指令后自动查询库内的Results 列表，自动进行数据筛查与整合；最后，结果显示在Web 端，数据传输过程结束。

2.5 皮革企业信息管理系统存储层设计

存储层是数据通过企业服务器来完成的。服务器组织架构包含了两部分文件服务器和网站服务器。数据存储的位置依据数据类型来进行自动分类，以皮革原材料入库管理数据存储为例，物料是保障皮革制作车间进行生产的决定因素，对物料的工作流管理是保障皮革生产车间正常生产的前提[4]。具体过程：需要管理人员根据皮革生产订单来进行原料统计，购买皮料之后通过界面层对皮料采购信息进行输入，利用RFID 调度技术进行数据统计，每当需要生产使用皮料时，需要先通过功能层的数据传输进行生产资料管理，系统自动对所缺皮料数据进行统计，同时对领取生产的皮料数据进行保存，存储层可以把皮料管理中的各环节数据进行准确存储。

3 物联网技术架构的皮革企业信息管理系统优势

3.1 促进皮革企业生产中的智能化

通过对皮革企业信息管理系统的设计，可以发现该系统可以较好的使皮革企业生产过程效率有效提高，特别是对于企业中生产设备在线监控与数据参数调试，都可通过物联网技术进行精准识别与监测，促使皮革企业生产转向智能化生产，例如运用拍照识别方法系统自动判断皮革脱毛过程、红外皮革企业信息管理系统识别皮革材料中的残次品等，同时还可以有效解决生产过程中所遇到的各类设备故障代码问题。

3.2 提高生产过程中的监控与管理

皮革企业信息管理系统中的功能层不仅可以实现对数据的传输，还可以利用物联网技术能够对企业生产状况实施有效监控，并从中收集异常信息、工时信息、产量信息、生产信息等，从而在皮革生产过程中安排生产计划、提升产品生产质量，保障皮革产品的生产稳定性[5]。同时，由于数据传输的成本几乎可以忽略不计，作为传统制造的皮革企业可以大幅度减少人工的成本，还可以通过该系统进行精细化的信息管理。

3.3 提升生产环节中的节能减排效率

由于在制革的过程之中会产生一定的污染，现代皮革企业在处理污染过程之中通过物联网技术与环保设备的结合，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，极大地提高了皮革生产环节中的节能运行水平[6]。

4 结语

物联网技术架构的皮革企业信息管理系统设计，可以为实现皮革企业在智能生产、统计分析、预警分析、终端系统管理中的实现，对信息数据的实施把控可以有效判断生产周期效率，同时对信息管理系统中的存储层可进行相关的生产数据、皮料数据分析。通过对皮革企业信息管理系统设计模式的开发，对完善企业在各环节数据中的收集工作，通过对控制器接收、发送、分析命令，使皮革企业生产实现智能化操作，从而有效提升皮革企业的生产效率，进一步降低企业的人工成本，使企业更好的应对复杂的市场变化。