CN105137926A - 一种应用于无线工业互联的数据采集系统 - Google Patents

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王振林
李迅波
于文杰
常建鹏
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    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
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Abstract

一种应用于无线工业互联的数据采集系统，包括数据采集云服务模块、移动应用模块、数据中心管理模块、Web？Services远程调用组件模块，移动应用模块通过Web？Services远程调用组件模块实现和数据库的访问；Web？Services远程调用组件模块和数据中心管理模块相连，提供接口和函数，实现对数据库的读写；Web？Services远程调用组件模块提供对设备、监视器、告警、维修、保养、资讯、反馈、备件等信息的访问；数据中心管理模块，用于对智能终端采集数据存储和管理；数据中心管理模块基于数据库服务器，采用SqlServer数据库系统，实现对智能终端采集数据的存储、管理、分析，实现对企业应用管理数据的存储和管理。

Description

一种应用于无线工业互联的数据采集系统
技术领域
本发明涉及一种应用于无线工业互联的数据采集系统领域。
背景技术
物联网的发展为人们的工作和生活提供了诸多便利，并且已经开始成为影响人们生活的重要方面。例如，在物联网中可以部署成千上万的传感器用于监视并收集来自真实世界的各种数据。例如，在用于监控农作物生长状况的物联网中，可以在农田或者在大棚中安装用于监控环境要素；在用于监控生产线的物联网中，可以在生产线各处安装用于监控产品生产的传感器；在用于监控楼宇安全的物联网中，可以在楼宇的入口处等位置设置监控出入人员的照相机/摄像机，还可以部署用于读取出入人员身份信息的读卡器，等等。
由上述传感器采集的数据继而通过物联网中的通信节点被传输至数据中心，用于进行进一步的处理。但是，在物联网中的传感器数量众多(例如，成千上万，甚至更多)，并且这些传感器采集数据的频率可能会很高(例如，每秒一次或者多次)，因而在特定时间范围内在各个传感器处采集到的数据总量可能是巨大的。因而如何向数据中心实时地(或者近似实时地)传输所采集的数据成为一个关键性问题。
随着物联网快速发展，伴随着嵌入式技术、移动通信技术以及云服务等新技术相继推出，为传统数据采集向移动智能数据采集的发展提供了得天独厚的有力条件，中小企业已开始意识装备和设备的数字化、信息化和智能化的重要性。
传统的开发模式是企业搭建一套设备监控及管理系统，要包括网络搭建、设备采集、购置服务器、开发服务系统、开发管理系统等部分和环节，系统耗资很大、周期较长，而且由于需求、时间和技术等问题往往导致系统不能很好的满足企业管理需要。由于投资和周期问题，很多中小企业选择了人工管理，不利于企业的管理水平的提高，不利于企业的发展和壮大。本发明提供了一种基于无线工业互联数据采集的第三方数据服务系统，正好可以解决上述问题，降低企业自己投资的风险和成本，提高企业的生产效率，提升企业信息化管理水平。
发明内容
鉴于上述不足之处，本发明的目的在于提供一种应用于无线工业互联的数据采集系统，其将支持多协议数据采集的智能终端、数据采集服务中心中间件和数据中心/云服务平台引入第三方数据服务系统，实现对不同厂家工控设备的实时监测。同时基于数据中心、云服务和大数据的无线工业互联网数据采集与远程监测，提高了整个工控自动化系统的安全性和可靠性，节省了人力、物力和财力，提高了中小型企业运行效率和市场竞争力。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种应用于无线工业互联的数据采集系统，该系统包括数据采集云服务模块、移动应用模块、数据中心管理模块、WebServices远程调用组件模块，其中：
(1)数据采集云服务模块，用于提供开放式网络接口并接收智能终端的连接，采用自定义协议包与智能终端进行通信，采用线程池，队列技术，具备负载平衡能力；智能终端指嵌入式数据采集智能终端，智能终端接受云服务模块的命令和配置信息，智能终端采集设备运行数据上传给云服务模块，云服务模块接收解析数据，将数据传送至数据中心保存。
(2)数据采集云服务模块包括线程池调度管理模块、网络管理模块、数据存储模块。
(3)线程池调度管理模块，用于在云服务中心设计一个线程池框架模型，对多线程进行统一管理，通过并行运行多个作业，解决多用户共享问题，提高云服务处理性能。
(4)网络管理模块，用于为智能终端提供网络连接和管理，指定连接方式，根据智能终端的连接类型，主要有Tcp和Udp两种连接方式。
(5)网络管理模块基于Socket，支持Udp、Tcp协议，采用消息队列管理对象，管理多个并行作业任务，具备事务管理与协调、负载平衡、失败恢复等功能；该容器和服务管理方法支持多个智能终端/工控设备的并发访问和数据传送。
(6)数据存储模块，用于对智能终端采集的数据进行存储；数据存储模块接收来自数据接收线程的采集数据，单独开启数据存储线程对接收数据队列进行处理，系统通过建立持久化类在数据库之间进行映射，可以大幅提高系统的扩展性和存储效率。
(7)移动应用模块，用于部署在移动智能终端或平板电脑的APP应用，采用Java等技术开发，支持安卓或IOS平台。
(8)WebServices远程调用组件模块，用于为移动终端等应用系统提供接口和支撑，WebServices远程调用组件模块支持SOAP协议，提供WebServices模块，支持XML和JSON格式。
(9)远程调用组件模块和数据管理模块相连，提供接口和函数，实现对数据库的读写；远程调用组件模块提供对设备、监视器、告警、维修、保养、资讯、反馈、备件等信息的访问。
(10)移动应用模块包括实时查询模块、告警查询模块、保养查询模块、实时提醒模块；移动应用模块通过WebServices远程调用组件模块实现和数据库的访问。
(11)实时查询模块，用于在移动终端上实时监测设备运行情况，实时监测可以通过各种显示方式如文本、图形、颜色、曲线来展示设备实时运行状况。
(12)告警查询模块，用于在移动终端上查询设备运行告警信息，告警查询包括对设备运行的异常运行时间、异常运行值、告警等级等信息进行查询。
(13)保养查询模块，用于在移动终端上对设备保养信息进行查询，保养查询内容包括设备型号、保养时间、保养人、保养内容、更换配件清单、保养费用等等。
(14)实时提醒模块，用于在移动终端上实现对用户的信息提示,实时提醒内容包括告警、异常、通知、到期保养等等。
(15)数据中心管理模块，用于对智能终端采集数据存储和管理；数据中心管理模块基于数据库服务器，采用SqlServer数据库系统，实现对智能终端采集数据的存储、管理、分析，实现对企业应用管理数据的存储和管理。
本发明将支持多协议数据采集的智能终端、数据采集服务中心中间件和数据中心/云服务平台引入第三方数据服务系统，实现对不同厂家工控设备的实时监测。同时基于数据中心、云服务和大数据的无线工业互联网数据采集与远程监测，提高了整个工控自动化系统的安全性和可靠性，节省了人力、物力和财力，提高了中小型企业运行效率和市场竞争力。
附图说明
图1本发明的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，一种应用于无线工业互联的数据采集系统，该系统包括数据采集云服务模块、移动应用模块、数据中心管理模块、WebServices远程调用组件模块，其中：
数据采集云服务模块，用于提供开放式网络接口并接收智能终端的连接，采用自定义协议包与智能终端进行通信，采用线程池，队列技术，具备负载平衡能力；智能终端指嵌入式数据采集智能终端，智能终端接受云服务模块的命令和配置信息，智能终端采集设备运行数据上传给云服务模块，云服务模块接收解析数据，将数据传送至数据中心保存。
数据采集云服务模块包括线程池调度管理模块、网络管理模块、数据存储模块。
线程池调度管理模块，用于在云服务中心设计一个线程池框架模型，对多线程进行统一管理，通过并行运行多个作业，解决多用户共享问题，提高云服务处理性能。
网络管理模块，用于为智能终端提供网络连接和管理，指定连接方式，根据智能终端的连接类型，主要有Tcp和Udp两种连接方式。
网络管理模块基于Socket，支持Udp、Tcp协议，采用消息队列管理对象，管理多个并行作业任务，具备事务管理与协调、负载平衡、失败恢复等功能；该容器和服务管理方法支持多个智能终端/工控设备的并发访问和数据传送。
数据存储模块，用于对智能终端采集的数据进行存储；数据存储模块接收来自数据接收线程的采集数据，单独开启数据存储线程对接收数据队列进行处理，系统通过建立持久化类在数据库之间进行映射，可以大幅提高系统的扩展性和存储效率。
移动应用模块，用于部署在移动智能终端或平板电脑的APP应用，采用Java等技术开发，支持安卓或IOS平台。
WebServices远程调用组件模块，用于为移动终端等应用系统提供接口和支撑，WebServices远程调用组件模块支持SOAP协议，提供WebServices模块，支持XML和JSON格式。
远程调用组件模块和数据管理模块相连，提供接口和函数，实现对数据库的读写；远程调用组件模块提供对设备、监视器、告警、维修、保养、资讯、反馈、备件等信息的访问。
移动应用模块包括实时查询模块、告警查询模块、保养查询模块、实时提醒模块；移动应用模块通过WebServices远程调用组件模块实现和数据库的访问。
实时查询模块，用于在移动终端上实时监测设备运行情况，实时监测可以通过各种显示方式如文本、图形、颜色、曲线来展示设备实时运行状况。
告警查询模块，用于在移动终端上查询设备运行告警信息，告警查询包括对设备运行的异常运行时间、异常运行值、告警等级等信息进行查询。
保养查询模块，用于在移动终端上对设备保养信息进行查询，保养查询内容包括设备型号、保养时间、保养人、保养内容、更换配件清单、保养费用等等。
实时提醒模块，用于在移动终端上实现对用户的信息提示,实时提醒内容包括告警、异常、通知、到期保养等等。
数据中心管理模块，用于对智能终端采集数据存储和管理；数据中心管理模块基于数据库服务器，采用SqlServer数据库系统，实现对智能终端采集数据的存储、管理、分析，实现对企业应用管理数据的存储和管理。

Claims (4)

1.一种应用于无线工业互联的数据采集系统，其特征在于：该系统包括数据采集云服务模块、移动应用模块、数据中心管理模块、WebServices远程调用组件模块，移动应用模块通过WebServices远程调用组件模块实现和数据库的访问；WebServices远程调用组件模块和数据中心管理模块相连，提供接口和函数，实现对数据库的读写；WebServices远程调用组件模块提供对设备、监视器、告警、维修、保养、资讯、反馈、备件等信息的访问；数据中心管理模块，用于对智能终端采集数据存储和管理；数据中心管理模块基于数据库服务器，采用SqlServer数据库系统，实现对智能终端采集数据的存储、管理、分析，实现对企业应用管理数据的存储和管理。
2.根据权利要求1所述的应用于无线工业互联的数据采集系统，其特征在于：
所述数据采集云服务模块，用于提供开放式网络接口并接收智能终端的连接，采用自定义协议包与智能终端进行通信，采用线程池，队列技术，具备负载平衡能力；智能终端指嵌入式数据采集智能终端，智能终端接受云服务模块的命令和配置信息，智能终端采集设备运行数据上传给云服务模块，云服务模块接收解析数据，将数据传送至数据中心保存；
所述数据采集云服务模块包括线程池调度管理模块、网络管理模块、数据存储模块；
所述线程池调度管理模块，用于在云服务中心设计一个线程池框架模型，对多线程进行统一管理，通过并行运行多个作业，解决多用户共享问题，提高云服务处理性能；
所述网络管理模块，用于为智能终端提供网络连接和管理，指定连接方式，根据智能终端的连接类型，有Tcp和Udp两种连接方式；
所述网络管理模块基于Socket，支持Udp、Tcp协议，采用消息队列管理对象，管理多个并行作业任务，具备事务管理与协调、负载平衡、失败恢复等功能；该容器和服务管理方法支持多个智能终端/工控设备的并发访问和数据传送；
所述数据存储模块，用于对智能终端采集的数据进行存储；数据存储模块接收来自数据接收线程的采集数据，单独开启数据存储线程对接收数据队列进行处理，系统通过建立持久化类在数据库之间进行映射，可以大幅提高系统的扩展性和存储效率。
3.根据权利要求1所述的应用于无线工业互联的数据采集系统，其特征在于：
所述移动应用模块，用于部署在移动智能终端或平板电脑的APP应用，采用Java技术开发，支持安卓或IOS平台；移动应用模块包括实时查询模块、告警查询模块、保养查询模块、实时提醒模块；
实时查询模块，用于在移动终端上实时监测设备运行情况，通过各种显示方式来展示设备实时运行状况；
告警查询模块，用于在移动终端上查询设备运行告警信息，告警查询包括对设备运行的异常运行时间、异常运行值、告警等级信息进行查询；
保养查询模块，用于在移动终端上对设备保养信息进行查询，保养查询内容包括设备型号、保养时间、保养人、保养内容、更换配件清单、保养费用；
实时提醒模块，用于在移动终端上实现对用户的信息提示，实时提醒内容包括告警、异常、通知、到期保养。
4.根据权利要求1所述的应用于无线工业互联的数据采集系统，其特征在于：所述WebServices远程调用组件模块，用于为移动终端等应用系统提供接口和支撑，WebServices远程调用组件模块支持SOAP协议，提供WebServices模块，支持XML和JSON格式。
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