摘要：为解决传统设备安装过程中信息不透明、管理效率低、安全风险高等问题，本文构建了一种基于物联网技术的设备安装过程智能监控与管理系统。该系统整合了传感器网络、无线通信、云计算与数据分析等关键技术，形成感知、网络、平台与应用协同的架构。系统通过实时采集安装现场的环境参数、设备状态、人员位置等多维数据，实现对安装进度的精准跟踪、安装质量的有效控制、潜在安全隐患的及时预警以及资源调度的优化管理。系统设计借鉴了机电与电气安装监控的实践经验，注重数据驱动决策，旨在提升设备安装全流程的智能化水平、作业效率和安全保障能力。

关键词：物联网；设备安装；智能监控；管理系统；过程优化

一、引言

设备安装作为工程建设与工业生产的关键环节，其效率、质量和安全直接影响项目整体效益与后续运行稳定性。传统安装过程往往依赖人工巡检与经验判断，存在信息滞后、沟通不畅、过程难以追溯、风险管控被动等固有弊端。特别是在复杂的机电安装或电气安装工程中，如刘军朋在其研究中指出的，安全事故、质量缺陷及进度延误等问题频发，对项目造成严重影响。物联网 Internet of Things，简称 IoT，技术的快速发展及其在各领域的渗透，为解决这些挑战提供了新的技术路径。通过部署传感器、构建通信网络和数据处理平台，物联网能够实现对物理世界的实时感知、连接与智能响应。柏明起的研究探讨了物联网在电气安装智能监控中的应用潜力与集成挑战，强调了传感器技术、数据通信以及先进算法结合的重要性。尽管已有研究如方莹所述在家居等领域探索了低成本监控设备，但针对工业设备安装全过程的综合性智能监控与管理系统的研究仍需深化。本文旨在构建一个基于物联网技术的设备安装过程智能监控与管理系统，通过集成化设计，实现对安装活动的全面感知、精准控制与高效管理，提升安装工程的整体效能。

二、系统总体架构设计

为实现对设备安装过程的智能化监控与管理，本文设计的系统采用分层架构，主要包括感知层、网络层和平台与应用层。

（一）感知层

感知层是系统的数据基础，负责全面采集安装现场的各类信息。该层部署多样化的传感器，例如环境传感器监测温湿度、粉尘浓度；状态传感器监测安装设备的关键运行参数诸如温度、振动、噪声，这与刘军朋研究中对机电设备参数监测的思路一致；位置传感器采用超宽带 UWB 或蓝牙技术，实时获取作业人员、关键设备及物料的精确位置；进度采集终端通过扫描二维码或射频识别 RFID 标签，记录关键工序的完成情况。此外，高清摄像头结合图像识别技术，辅助监控现场作业规范与安全状况。所有传感器数据经过初步处理后，为上层分析提供原始依据。

（二）网络层

网络层负责将感知层采集到的海量数据可靠、高效地传输至云端平台。根据安装现场的具体环境与需求，可灵活选用多种通信技术组合。例如，在固定区域或室内环境，可采用无线传感器网络 WSN 或 Wi-Fi 技术；对于移动设备或大范围覆盖需求，则可采用 NB-IoT、LTE-M 或 5G 等蜂窝物联网技术。刘军朋的研究中也强调了无线通信模块将数据发送到云端服务器的重要性。网络层设计需充分考虑数据传输的实时性、稳定性和安全性，采用加密传输、接入认证等机制保障数据安全。

（三）平台与应用层

平台与应用层是系统的核心，负责数据的存储、处理、分析与可视化展示，并提供管理决策支持。该层建立在云服务器基础上，包含数据库、数据分析引擎和应用服务模块。

数据存储与管理：采用分布式数据库存储结构化与非结构化数据，确保数据的可扩展性与高可用性。

数据分析引擎：集成多种数据分析算法，例如柏明起研究中提及的支持向量机、聚类算法和时间序列分析，用于处理实时数据流与历史数据。这包括设备状态异常检测、安装进度偏差分析、潜在安全风险识别、作业效率评估等。

应用服务模块：面向不同用户角色，例如项目经理、现场工程师、安全员，提供定制化的应用界面与功能。主要功能包括：实时监控大屏展示现场全局态势；进度管理模块可视化呈现计划与实际进度对比；质量管理模块记录关键节点质检信息，实现质量追溯；安全管理模块根据传感器数据与视频分析结果，进行安全违规行为识别与预警；资源管理模块优化人员、设备、物料的调度与分配。

三、 关键功能与应用价值

该系统通过集成上述技术与架构，实现了多项关键功能，具有显著的应用价值。

（一）安装过程透明化与实时监控

系统能够实时呈现安装现场的人员分布、设备状态、物料流转及环境条件，打破传统安装过程的信息壁垒。管理人员可通过远程终端随时掌握现场动态，实现“千里眼”式监管，确保各项活动按计划规范进行。

（二）安装质量智能控制

通过对关键安装参数，诸如拧紧力矩、焊接温度、设备振动等的实时监测与阈值比对，系统能够及时发现安装过程中的质量偏差，并发出告警。结合 RFID 或二维码技术对部件与工序的绑定，实现安装质量的全程可追溯。

（三）安全风险主动预警

系统利用人员定位、环境监测、设备状态感知及视频智能分析技术，主动识别潜在安全风险，例如人员进入危险区域、不安全行为、设备异常运行、有害气体超标等。这改变了传统依赖事后检查的安全管理模式，提升了现场作业的本质安全水平，直接回应了刘军朋研究中关注的安全问题。

（四）管理效率与决策水平提升

系统提供的实时数据与分析报告，为项目管理者提供了科学的决策依据。例如，基于进度数据进行动态调整，基于资源利用率数据优化调度，基于历史数据分析识别效率瓶颈。这有助于缩短工期、降低成本、提升整体管理效能。系统的构建克服了柏明起研究中提到的物联网技术有效集成的挑战，提供了实用的解决方案。

四、结论

本文构建的基于物联网技术的设备安装过程智能监控与管理系统，通过整合先进的传感、通信与数据处理技术，形成了覆盖设备安装全流程的智能化解决方案。该系统能够有效解决传统安装模式下面临的信息滞后、管理粗放、安全风险高等痛点，实现对安装进度、质量、安全及资源的精细化、透明化、智能化管理。借鉴现有研究在特定安装领域如机电和电气工程监控的有益探索，本系统设计更为通用和全面，其应用将显著提升设备安装工程的效率、可靠性与安全性，推动相关行业向数字化、智能化转型。

参考文献：

[1] 刘军朋 . 2024. 基于物联网技术的机电安装工程监控系统设计与开发. 中国高新科技 .

[2] 柏明起 . 2024. 基于物联网技术的电气安装智能监控系统设计与实现. 电气技术与经济 .

[3] 方莹 . 2019. 基于物联网的智能家居监控设备设计 . 科学技术创新 .