基于物聯網背景的皮革管理數據庫設計

陳卉娥

（常州工程職業技術學院，江蘇常州 213164）

引言

隨著我國皮革行業的快速發展，皮革企業在國內外市場的訂單需求在不斷增加，這對皮革生產、物流配送以及皮革企業的管理模式與信息傳輸方式提出了更高的要求。

“智能轉型”與“數字化”是當前皮革企業管理發展的趨勢。為此，利用物聯網技術為皮革企業設計一款皮革管理數據庫系統，來滿足皮革生產檢測、信息采集、數據統計及信息傳輸過程的需求，以期通過數字化管理系統，進一步使皮革企業管理數據智能化與交互化，使信息管理與傳輸效率更加快速準確，從而降低企業的管理成本。

1 研究背景

物聯網（Internet of Things）是指通過信息傳感設備，實時進行按約定的協議，將任何物體與網絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現精準識別、實時監控、定位跟蹤、數據監測等功能。常見的傳感器如紅外感應器、射頻標簽閱讀裝置、激光掃描器、二維碼設備等。同時，物聯網的原理基于“物—物”通信模式（M2M），通過各種接入網與互聯網，二者相互結合起來而形成的一個巨大智能網絡[1]，從而實現數據之間的命令接受或傳輸。

隨著不斷拓展，物聯網技術憑借著精準識別與數據管理自動分析等優勢，已經被眾多傳統行業作為數字化信息管理的工具。皮革企業作為相對傳統的制造型行業，無論是其車間生產、設備運行或物流倉儲，還是信息采集、數據分析，都需要進行精細化管理來應對企業發展。

因此，將物聯網技術有效融入皮革企業管理之中，對其進行數據庫開發，可有效解決當前皮革企業管理中存在的問題，并提高企業管理的效率，使企業朝著健康數字化方向發展。

2 基于物聯網背景的皮革管理數據庫內容

2.1 設計目的

針對當前傳統皮革企業信息管理中存在的問題，例如生產數據存在誤差、信息傳輸速度慢、人工數據分析常出錯、管理系統響應效率低、企業管理協調性差等現象[2]，運用物聯網技術作為系統架構背景，設計一款適用于現代皮革企業信息管理的數據庫系統，以此提升皮革企業管理數字化與智能化發展。

2.2 模塊內容

皮革管理數據庫以物聯網中的感知層、應用層及網絡層作為不同模塊區分的主要集合。模塊內容分為了界面模塊、皮革生產管理模塊、皮革信息采集模塊、皮革數據統計模塊、皮革生產監測模塊、數據庫管理模塊等。

其中，皮革管理數據庫中的感知層主要是用以實現對皮革數據庫系統的界面控制；應用層通過信息的接受發送命令，從而實現皮革從生產監測到數據分析及功能的實現[3]；網絡層則是通過網站服務器與文件服務器實現對皮革管理過程中各類數據的及時存儲，具體模塊內容分布如圖1 所示。

圖1 不同層面的模塊內容分布Fig.1 Distribution of module contents at different levels

3 基于物聯網背景的皮革管理數據庫設計與實現

3.1 感知層設計

在皮革管理數據庫感知層設計中，主要針對數據庫系統管理界面進行設計實現。選用人機界面（HMI）組態屏作為數據庫系統界面，其優勢在于觸摸穩定強、分辨率清晰度高、操控性能強大。

人機界面（HMI）組態屏主要分為主控制器與存儲器兩部分。主控制器包含了主要負責數據傳輸與指令解析與執行，利用FPGA（可編程器件集成電路）用來發送、接受命令和讀取、顯示系統數據信息[4]。

此外，組態屏中還利用Visual-TFT（虛擬串口屏軟件）還可以對整個界面進行優化與功能添加，擴展組態屏界面的應用內容。同時，存儲器放置于串口平之中，同時還接受SD 卡與USB方式進行信息讀取，無需復雜的電路設計，整個界面呈現出便捷、快速、簡易的特點。以人機界面（HMI）組態屏實現皮革管理數據感知層，具體的運行流程如圖2 所示。

圖2 界面運行流程Fig.2 Interface Operation Process

3.2 應用層設計

應用層是皮革信息管理數據庫中最為重要的部分，是整個數據庫系統實現技術功能的核心。應用層設計主要包含用于基礎管理的服務器、Web 端及其他軟件工具之間的交互，其作用主要是用于信息數據的傳輸。

管理人員在數據庫應用層中，通過管理界面下達信息指令，數據傳導到服務器之中可進行查詢與篩選存儲，在服務器中通過無線傳感器施加指令，可對信息數據進行注冊修改、實時監測、任務布置等[5]。

同時，管理指令通過Web 端口可以自動判斷信息指令的來源，根據信息指令的來源對其進行數據分類，自動歸結到數據庫中的Results 列表進行篩查，將最終結果反饋到Web 端之中。此外，運用其他軟件工具可以通過程序編程進一步開發應用層信息傳輸的其他功能，例如設備預警、管理監控等，具體運行流程如圖3 所示。

圖3 應用層運行流程Fig.3 Operation process of application layer

3.3 網絡層設計

皮革管理數據庫的網絡層是由通信網絡、企業內部局域網、以太網組成，通過數據傳輸，向服務器輸入數據信息并進行自動報備存儲。在數據存儲過程中，依據數據的類型進行自動篩選分類。

以皮革生產預警監測模塊為例，運用RFID 射頻識別器可以對皮革生產過程中的皮革物料、設備狀態、上下貨流水線、生產環境溫度進行信息采集，通過工業以太網和內部局域網進行通信數據的傳輸，并在文件服務器中進行數據保存，通過標準數值設定，判斷生產中存在的預警熱點，在界面層中顯示系統預警信息。同時，采集后的信息數據可在文件服務器中可進行存儲和保留，方便管理人員隨時篩查數據，具體運行流程如圖4 所示。

圖4 工業以太網預警監測流程Fig.4 Industrial ethernet early warning monitoring process

4 基于物聯網背景的皮革管理數據庫設計優勢

4.1 減輕管理人工成本，提高管理數字化效率

皮革管理數據庫基于物聯網技術進行開發，憑借著傳感器及企業內部局域網，可精準識別數據信息，從而實現皮革從生產環節到車間設備等方面的全方位管理，運用數字化方式極大地減輕了管理人員的工作壓力，管理人員通過數字化界面平臺對皮革數據信息進行精準有效控制，提高了企業管理數字化效率。

4.2 傳輸信息準確快速，實現管理數據協同化

運用皮革管理數據庫，管理人員無需投入額外的硬件成本和技術培訓，可快速操作上手，實現皮革企業內部信息數據的管理協同化，數據庫中的Results 列表可自動篩選皮革信息數據，準確快速完成皮革企業各部門、各環節中的數據統計分析，有效提升皮革企業的精細化信息管理。

4.3 促進生產智能發展，提升節能減排水平

由于在制革的過程之中會產生一定的污染，皮革企業在處理污染過程之中通過皮革數據庫中的傳感器，可以有效判斷污染系數，根據系統自動統計的排污數據，進行排污預警提醒，遠程設置排污系統的開放與關閉功能，有效防止各類突發情況。同時，充分利用物聯網的分層技術對能耗進行感知和檢測，利用系統中的功能層可以對企業成產過程中的能耗數據儲存、加工、查詢、分析，可以極大地提高了皮革生產環節中的節能減排水平[6]。

5 結語

融合物聯網技術開發的皮革數據庫能夠推動皮革企業信息化建設，提高企業信息數字化管理水平。通過控制器對數據信息進行接收、輸出與發送命令，有效提高皮革企業管理數據的協同性，為實現皮革企業在智能生產、統計分析、預警分析、終端系統管理提供良好的幫助。同時，皮革數據庫中對信息數據的實施把控，可以有效判斷生產周期效率，進一步降低企業的人工管理成本，使企業更好地應對復雜的市場變化。