摘要：科学技术的发展，我国的物联网技术有了很大进展，并在工程机械电气系统中得到了广泛的应用。基于此，文章首先对机械设备的应用概况，其次探讨基于物联网技术的工程机械电气系统安全监测，以供参考。

关键词：物联网技术；工程机械；电气系统；安全监测

引言

在现代工业领域中，物联网（IoT）技术的融入显著提升了机械自动化控制系统的性能和智能化水平。通过将传感器、执行器、控制器等元件通过网络连接，实现了数据的高效交换与处理，极大地优化了生产流程和设备管理。物联网技术在自动化控制系统中的应用，不仅使设备能够实时监控环境变化和自身状态，还能根据分析结果自动调整操作参数，从而确保生产过程的最优化。这种技术的集成，为传统的机械系统带来了更高程度的智能化与网络化，显著提升了制造业的生产效率和经济效益。

1 机械设备的应用概况

设备管理的难点表现在诸多方面，包括调拨、闲置、使用、维修、保养以及设备服役期间发生的成本和产生的效益，具体难点可总结为难追踪、难查询、难统计、难提醒、难溯源的特点。在工程行业，大型设备全生命周期的管理指的是从设备的采购，到设备的进场，再到设备的使用，最后到设备报废处置的全过程管理，其间贯穿着设备的调拨、维修、保养等。从大型设备的管理流程来看设备的管理又可分为前期管理、中期管理和后期管理。前期管理包括规划决策、计划、调研、购置、库存直至安装调试、试运转的全部过程；中期管理主要是设备的日常维护保养、检查、监测、诊断以及修理、更新等管理，以及保障设备在运行过程中经常处于良好技术状态，并有效地降低维修费用；后期管理即为设备拆除后的入库、调拨以及报废等。

2 基于物联网技术的工程机械电气系统安全监测

2.1 蓄电池在工程机械上的应用

蓄电池是工程机械上的辅助电源，在发动机运转之前向工程机械上的所有用电设备供电。蓄电池是一种可逆的直流电源，在工程机械的日常操作中既可以放电也可以充电。启动发动机时，要求在 5＼～10s 内提供给启动机 200＼～600A的强大电流。在工程机械电气控制系统检修前，首先要关闭整机供电电源。如果在导线与连接器连接的情况下进行检修，一方面，电线束与保险丝易熔断和损坏；另一方面会因短路而引发火灾。因此，工程机械电气设备检修的第一个注意事项为切断整机供电电源。

2.2 技术架构

从前端页面的设计到后端服务器的访问，再到数据的存储，对整个平台进行设计。与大部分技术架构相同，大型工程机械设备全生命周期管理系统在点击前端页面访问后端相关具体数据时，除了常用的负载均衡 nginx，还加入了网关概念的 gateway，其目的是给不同的管理人员设定不同的权限，数据看板的显示界面可根据访问人员的岗位设定不同的展示形式。另一方面，技术架构的后端服务采用了目前较为流行的微服务设计，系统整体的灵活性得到了保障，且耦合性更低，搭配 docker 集群部署，使得部署更新更加方便。数据的存储采用非关系型数据库，数据的获取效率更高。

2.3 构建农业生产风险预防应急机制

农业生产面临着诸多不确定性因素，如自然灾害、病虫害等，进而需要利用物联网技术构建完善的农业生产风险预防与应急机制。首先，通过物联网技术，可以实时监测农田环境和作物生长情况，及时发现异常情况并进行预警。例如，当传感器检测到土壤湿度过低或病虫害发生时，系统可以自动发送警报信息给农民或相关管理部门，以便及时采取措施进行处理。其次，还应根据风险评估结果制定相应的应急预案，明确在突发事件发生时如何迅速响应、调配资源、组织救援等，并实时跟踪应急响应的进展情况，确保各项措施得到有效执行。最后，还可基于物联网技术开展灾后评估和恢复工作，收集和分析灾后数据，了解灾害对农业生产的具体影响，为后续的恢复和重建工作提供科学依据。

2.4IoT 平台的选型与配置

考虑到系统对数据处理和实时性的高要求，选择一个支持边缘计算的 IoT平台至关重要。平台需提供至少105 次/s 的数据处理能力，并支持至少 9 9 . 9 9 9 % 的系统可用性。这种高性能平台能够实时处理和分析从数千个传感器和设备收集来的数据，极大地减少了数据传输延迟和网络负载。平台的配置环境上，选择一个具备高度可配置性的平台，支持多种编程语言（如Python、Java、 ），并提供丰富的 API 接口和 SDK 工具包，将有助于系统开发者快速部署和集成各种自定义功能。此外，平台应支持多种数据库类型（如时序数据库、关系数据库和NoSQL 数据库），以适应不同的数据存储需求，提高数据检索效率和安全性。安全配置是IoT 平台选型中不可忽视的一环。选择的平台应具备端到端的加密能力，支持 TLS/SSL 协议，以确保数据传输过程中的安全性。此外，平台应提供细粒度的访问控制和身份验证机制，支持多因素认证，以防止未经授权的访问和潜在的安全威胁。

2.5 架桥机安全监控模块主要展示内容

通过数据中台数据采集能力，将架桥机实时运行数据通过传感器进行采集，通过IOT 平台传输到数据中台。数据中台对施工设备运行数据按照通信协议约定进行解析，将运行数据进行记录，并对设备运行数据进行分析，结合预警与报警标准库，形成以下内容：1）设备预警与报警趋势分析。数据中台依据预警与报警记录数据，采用数学模型，生成设备预警与报警趋势分析，趋势分析按照设备类型、设备、时间、工作量、工时等维度进行分析。2）设备运行实时状态监控。数据中台将设备运行数据进行解析，并生成设备运行实时状态数据，通过设备模型进行展示，管理者可以实时了解设备运行情况。3）管理人员进行远程管理。现场管理人员和项目领导以及总部领导可通过手机端，计算机端两种方式监测设备工作状态、故障排查、安全预警、维保信息等。远程管理可节省人员成本、降低管理成本、提高管理效率。4）数据可追溯。平台服务器保存架桥机运行状态和故障信息，实现运行数据及运行图像可追溯回查，协助排查事故原因等。

2.6 辅助电器在工程机械上的应用

辅助电器可提高工程机械在作业时的安全性、可靠性和舒适性，减轻驾驶员的劳动强度。例如电动雨刮器、空调系统等。电动雨刮器包括雨刮器和洗涤器，用来清扫车窗上的雨水、雪以及灰尘，保持车窗的清洁，使驾驶员在驾驶工程机械时有明亮的视野，确保了行车和作业的安全。驾驶室内空调系统的作用是为给驾驶员创造一个相对舒适的环境，对车内的温度、湿度和气流速度进行调节，还具备净化驾驶室内部空气的作用，有制冷、制热、内外循环等功能。此外，空调系统还可以除去车窗上的雪、冰、霜等，给驾驶员一个更加明亮而清晰的视野，确保工程机械的行驶和作业安全可靠。

结语

通过无线传感器网络，本文能够实时收集电气系统的各项关键参数，为工程机械电气系统的故障诊断和预警提供了宝贵的数据支持。通过本文的研究，我们为工程机械电气系统的安全监测提供了新的思路和方法。未来，我们将继续关注物联网技术的最新进展和应用动态，不断推动工程机械电气系统安全监测技术的创新和发展。

参考文献：

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