物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在化工企業(yè)的應(yīng)用研究

王沖，安泰，畢曉彬

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，天津300402）

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能設(shè)備的增加，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與生產(chǎn)生活各個(gè)方面結(jié)合越來越密切，化學(xué)生產(chǎn)領(lǐng)域也越來越多的用到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、紅外線傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）等技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用[1～4]，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化管理。因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也被各個(gè)企業(yè)當(dāng)做重點(diǎn)工作展開。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與危險(xiǎn)化學(xué)品的緊密結(jié)合，可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用來提高危險(xiǎn)化學(xué)品的管理和監(jiān)測(cè)。

1 物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)指的是實(shí)現(xiàn)物體與物體的連接，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與拓展。物聯(lián)網(wǎng)體系通常分為四層架構(gòu)和三層架構(gòu)，但其本質(zhì)上是相同的，四層架構(gòu)指的感知層、傳輸層、服務(wù)管理層（也稱智能層）和應(yīng)用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的來源，感知層中有各種傳感器，將各種非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，成為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以處理的數(shù)據(jù)。因此傳感器又稱為電五官，傳輸層采用各種傳輸技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，常用的有無線通信技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、Zigbee技術(shù)等。服務(wù)管理層上面部署有各種服務(wù)，如云平臺(tái)、專家系統(tǒng)等。應(yīng)用層面向用戶，以各種形式呈現(xiàn)給用戶，如移動(dòng)端的App，PC端應(yīng)用程序等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最終的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是全面感知、可靠傳輸、智能處理和自動(dòng)控制。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，危險(xiǎn)化學(xué)品的物流安全對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)生活影響意義重大，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以降低物流運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，提升物流效率，對(duì)于化工企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)降本增效的目的。

RFID技術(shù)，由雷達(dá)技術(shù)演變而來，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有環(huán)境抗干擾能力強(qiáng)，精度高，操作快捷等優(yōu)點(diǎn)。很多企業(yè)將其應(yīng)用于物體的自動(dòng)識(shí)別與跟蹤定位。通常RFID系統(tǒng)由四部分組成：閱讀器、電子標(biāo)簽、中間件和應(yīng)用系統(tǒng)組成。

RFID技術(shù)的重要事件[5～7]，按10年期劃分為：l941-1950年,雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFlD技術(shù)，1948年奠定了RFlD技術(shù)的理論基礎(chǔ);l951-1960年，早期RFlD技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究；1961-1970年，RFlD技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試;1971-1980年，RFlD技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種RFlD技術(shù)測(cè)試得到加速，出現(xiàn)了一些早期的 RFlD應(yīng)用；1981-1990年，RFlD用于標(biāo)記動(dòng)物；l991-2000年，RFlD技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)；2001-至今，標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。

2 RFID技術(shù)與危險(xiǎn)化學(xué)品管理

2.1 危險(xiǎn)化學(xué)品的入庫(kù)與保存

首先，當(dāng)購(gòu)入危險(xiǎn)化學(xué)品的時(shí)候，每個(gè)包裝上都貼有唯一的可供識(shí)別的RFID標(biāo)簽。當(dāng)危險(xiǎn)化學(xué)品到達(dá)倉(cāng)庫(kù)后，閱讀器可以自動(dòng)讀取危險(xiǎn)化學(xué)品上的信息，自動(dòng)地將其放入電動(dòng)密集柜的密封柜中，同樣的電動(dòng)密集柜也安裝有對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽，這樣可以避免人為原因而導(dǎo)致出現(xiàn)差錯(cuò)。系統(tǒng)要收集的信息包括化學(xué)品的名稱、位置、數(shù)量等，這些信息通過RFID閱讀器讀取后上傳至危險(xiǎn)化學(xué)品管理系統(tǒng)中[8～10]。

入庫(kù)后的危險(xiǎn)化學(xué)品需要考慮其保存與監(jiān)管事項(xiàng)，此時(shí)就需要倉(cāng)庫(kù)管理人員利用倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝的各種傳感器來收集和判斷危險(xiǎn)化學(xué)品的狀態(tài)，需要監(jiān)管的信息包括危險(xiǎn)化學(xué)品的位置信息，是否發(fā)生位移，危險(xiǎn)化學(xué)品的溫度，是否達(dá)到或者超過安全臨界值，危險(xiǎn)化學(xué)品是否發(fā)生泄漏等，同時(shí)這些信息也會(huì)同步至危險(xiǎn)化學(xué)品管理系統(tǒng)中。因此，采用此種方式可以方便對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的入庫(kù)與保存進(jìn)行最有效的管理。

2.2 危險(xiǎn)化學(xué)品的領(lǐng)取與使用

當(dāng)研究人員需要使用危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)，需要先在危險(xiǎn)化學(xué)品管理系統(tǒng)中提出申請(qǐng)，并在系統(tǒng)中查看對(duì)應(yīng)的管理人員，明確領(lǐng)用人。在領(lǐng)取危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)也必須使用RFID讀卡器進(jìn)行掃描記錄，系統(tǒng)中會(huì)記錄下領(lǐng)取危險(xiǎn)化學(xué)品的人員信息、領(lǐng)取時(shí)間、領(lǐng)取品名、領(lǐng)取地點(diǎn)及領(lǐng)取目的等信息。同時(shí)需要領(lǐng)取人的簽字確認(rèn)，保證領(lǐng)取與使用的安全。

2.3 危險(xiǎn)化學(xué)品的廢棄處理

如果危險(xiǎn)化學(xué)品的廢棄處理使用不當(dāng)，將會(huì)對(duì)人類的生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重的影響，因此需要對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的廢棄處理引起高度的重視。需要利用RFID技術(shù)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行處理，首先需要危險(xiǎn)化學(xué)品的領(lǐng)取人在系統(tǒng)上提交廢棄處理申請(qǐng)，交至危險(xiǎn)化學(xué)品的倉(cāng)庫(kù)管理員，倉(cāng)庫(kù)管理員使用RFID讀卡器進(jìn)行記錄，記錄的信息包括危險(xiǎn)化學(xué)品的品名、數(shù)量、返回倉(cāng)庫(kù)日期、接收人等，最后提交至危險(xiǎn)化學(xué)品管理系統(tǒng)，由倉(cāng)庫(kù)管理員簽字確認(rèn)提交信息。使用過的廢棄的危險(xiǎn)化學(xué)品在辦理完相應(yīng)的回收入庫(kù)手續(xù)后，放置進(jìn)危險(xiǎn)化學(xué)品管理倉(cāng)庫(kù)，當(dāng)廢棄的危險(xiǎn)化學(xué)品積累至一定的數(shù)量后提交給相應(yīng)的危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)廠家，對(duì)其進(jìn)行無害化廢棄處理。

3 結(jié)論

具有實(shí)用價(jià)值的信息化手段和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還有很多，由于篇幅的限制本文不再一一列舉。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與RFID技術(shù)在危險(xiǎn)化學(xué)品的管理中起著舉足輕重的作用，通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID技術(shù)與危險(xiǎn)化學(xué)品的管理有效結(jié)合起來，可以大大提高化工企業(yè)的安全管理，智能化的管理與監(jiān)管可以有效避免人為因素在危化品的管理中的差錯(cuò)，有效減少和杜絕危險(xiǎn)化學(xué)品對(duì)人類的生產(chǎn)生活的影響，同時(shí)也必須意識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門剛剛興起的新興技術(shù)，其使用與管理還不是很完善，本身也可能存在較多問題，例如系統(tǒng)信息的安全性，信息處理的速度等都是我們下一步需要探索和研究的方向。

[1]溫家寶.2010年政府工作報(bào)告[R].北京：第十一屆全國(guó)代表大會(huì)第三次會(huì)議，2011,03,05.

[2]任小偉.i-Trasen危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)，2011,07,32-33.

[3]韋曉凱，曹從勇，王衛(wèi).物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在危險(xiǎn)化學(xué)品管理中的應(yīng)用[J].系統(tǒng)安全,2010,05(20)66-67

[4]黃敏.醫(yī)療廢棄物管理審計(jì)研究，湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文[D].長(zhǎng)沙，湖南大學(xué)，2012,8-30.

[5]郭娟.我國(guó)城市醫(yī)療廢棄物管理法制研究,西南大學(xué)碩士學(xué)位論文[D].重慶：西南大學(xué)，2013,7-30.

[6]趙斌，張紅雨.RFID技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].電子設(shè)計(jì)工程，2010,18(10)：123-126.

[7]黃學(xué)良，譚林林，林中，等.無線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用綜述[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2013,28(10)：1-10.

[8]陶弘.對(duì)化工物流行業(yè)安全管理的探討[J].安全，2009(4)：31-33.

[9]鄔賀銓.物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與挑戰(zhàn)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010(5)：526-531.

[10]吳曉俐，王繼祥.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用-物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].物流技術(shù)與應(yīng)用，2011(2)：52-56.