CN106411974A - 一种工业物联网系统 - Google Patents

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马锬
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Abstract

本发明公开一种工业物联网系统，其包括以下部件：可扩展物联网接入设备，其用于实现工业现场信息采集和控制输出，能够采集工业现场的各种信号，按照对应的格式发送到云端服务器的指定区域；云端服务器，其用于数据存储和传输；存储采集到的所有现场信息、客户端的指令和各种操作命令；进行客户端和现场信息的交互传输；互联网，其用于信号的传输和数据交互；至少一个客户端，其用于让使用者通过客户端了解现场信息，通过客户端进行操作和控制，发送控制指令到云端服务器，再通过云端服务器到现场执行机构。该工业物联网系统可减少开发工作量，提高产品的可复制性，通过开放客户端的软件接口，使用统一的接口和协议，方便客户进行二次开发设计。

Description

一种工业物联网系统
技术领域
本发明涉及制造业中的计算机辅助制造技术，尤其涉及一种工业物联网系统。
背景技术
现有技术中的工业物联网系统都是仅能单一的解决同一类问题，针对某一个功能应用，单独的开发一套完整的系统进行应用，每一个功能模块，都是通过定制完成的。因此其存在以下缺点：
1.工业生产设备不支持因特网外网接口。大多都有自己的总线接口，仅支持局域网内部通信，不具备网络连接功能。虽然工业以太网有了一定的发展，但是在现场总线中，也仅仅限制于设备到监视电脑上的通信。还没有成熟的应用可以将设备连接以太网，以实现远程的监视和控制。
2、现有物联网系统的网络模块不具备硬件采集功能。目前市场上有一些低端的网络通信模块，主要是进行工业串口到网络的接口转换，数据通过DTU透明传输的方式进行。这样做能够解决部分问题，但是仅仅是相当于把串口线延长，并没有发挥出网络的功能。
3、现有物联网系统中，服务器端开发工作量太大。一般工业设备厂家，生产集成能力较强，软件开发能力偏弱，不具备开发服务器的能力和技术，这大大限制了工业物联网的发展。而如果不通过服务器的工业总线，其主要功能仅存在数据传输功能，不能具备大量数据存储、数据处理的能力。
基于上述原因，如果一个设备厂家，现在希望把自己的生产设备联网，或者希望监视工业现场的生产环境等信息。按照现有技术，需要自己研发设计整个架构下的所有软硬件部分、前端信号输入和输出、网络连接、服务器程序、客户端程序。因此代价和投入都是巨大的。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种工业物联网系统，该工业物联网系统将云端服务器和客户端进行模块化，标准化，将部件做成功能模板以供使用者修改。尽量减少底层开发工作，在功能定制的过程中，减少开发工作量，提高产品的可复制性。同时，通过开放客户端的软件接口，使用统一的接口和协议，方便客户进行二次开发，完成客户端设计。
本发明采用的技术方案如下：
一种工业物联网系统包括以下部件：
可扩展物联网接入设备，其用于实现工业现场信息采集和控制输出，能够采集工业现场的各种信号，按照对应的格式发送到云端服务器的指定区域；
云端服务器，其用于数据存储和传输；存储采集到的所有现场信息、客户端的指令和各种操作命令；进行客户端和现场信息的交互传输；
互联网，其用于信号的传输和数据交互；
至少一个客户端，其用于让使用者通过客户端了解现场信息，通过客户端进行操作和控制，发送控制指令到云端服务器，再通过云端服务器到现场执行机构。
优选技术方案，所述可扩展物联网接入设备能够兼容wifi、有线、GPRS三种通信方式。
进一步优选方案，所述可扩展物联网接入设备能够从云端服务器指定区域中，读取输出参数，对现场设备进行输出控制。
更进一步优选的技术方案，所述可扩展物联网接入设备支持功能扩展，且通过相同型号的接口访问云端服务器。
再更进一步优选的技术方案，所述客户端设有虚拟通信接口，使用者可通过虚拟通信接口连接云端服务器。
所述可扩展物联网接入设备采用总线扩展方式，可根据现场需要选配功能模块。
本发明的有益效果：该工业物联网系统将云端服务器和客户端进行模块化，标准化，将部件做成功能模板以供使用者修改。尽量减少底层开发工作，在功能定制的过程中，减少开发工作量，提高产品的可复制性。同时，通过开放客户端的软件接口，使用统一的接口和协议，方便客户进行二次开发，完成客户端设计。
该工业物联网系统可以为工业云的实现打下基础。所有工业物联网服务器架设在云端，随着用户量的增加，获得的工业生产数据会越来越大，并且这些数据真实的反应了工业生产情况，为进行数据分析和处理，提供了第一手的数据资料。
该工业物联网系统让使用者使用时成本相对低廉，有利于工业物联网应用的推广。使用该工业物联网系统之后，使用者工作量将大大减少。只需要根据现有设备的接口，而选配不同的硬件模块，联网、服务器等工作都由在该工业物联网系统中完成。使用者仅在客户端使用模板进行调整即可，用很小的代价就可以完成物联网系统搭建。
附图说明
图1为本发明工业物联网系统的结构原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示：本发明提供了一种工业物联网系统包括以下部件：
可扩展物联网接入设备，其用于实现工业现场信息采集和控制输出，能够采集工业现场的各种信号，按照对应的格式发送到云端服务器的指定区域；
云端服务器，其用于数据存储和传输；存储采集到的所有现场信息、客户端的指令和各种操作命令；进行客户端和现场信息的交互传输；
互联网，其用于信号的传输和数据交互；
至少一个客户端（包括电脑客户端、手机客户端等），其用于让使用者通过客户端了解现场信息，通过客户端进行操作和控制，发送控制指令到云端服务器，再通过云端服务器到现场执行机构（用户设备）。
所述可扩展物联网接入设备能够兼容wifi、有线、GPRS三种通信方式。
所述可扩展物联网接入设备能够从云端服务器指定区域中，读取输出参数，对现场设备进行输出控制。
所述可扩展物联网接入设备支持功能扩展，且通过相同型号的接口访问云端服务器。
所述客户端设有虚拟通信接口，使用者可通过虚拟通信接口连接云端服务器。
所述可扩展物联网接入设备采用总线扩展方式，可根据现场需要选配功能模块。
本发明的工业物联网系统还具有以下优点：
1、硬件优势
接口可扩展
硬件采用总线扩展方式，根据现场需要选配功能模块。
支持现场传感器
传感器经过变送器处理的信号，可以直接输入到硬件设备中进行采集，用户无需任何操作，即可在服务器上查看到采集到的数据。实现远程监视。
支持现场被控设备
现场被控设备能够接受硬件的控制信号，执行相关的动作，实现设备的远程联机调试。
支持网络传输
内置网络配置，联网后硬件自动连接云端服务器。
根据现场需求不同，选用不同的网络通信方式，共有三种通信方式可选：
a.有线网络传输
现场有网络布线的情况下，首选有线连接。
b.无线WIFI网络接入
不方便布线，同时配备了无线网络接口的，选用WIFI网络接入方式，进行信息传输。
c.2G/3G/4G/CDMA网络接入
在没有网络的情况下，GPRS接入方式作为选择，可以在空旷和荒野地带使用。
2、软件优势
提供服务器统一接口
所有前端硬件，通过统一的接口访问服务器。客户端访问也是统一的接口。尽可能减少不同需求的底层开发工作，将各个功能对应的程序做成标准模板，根据不同需求增删即可。
提供数据分析服务
根据使用者需求，可提供数据分析服务。了解设备的工作情况，预期工厂的效益等。随着数据量增加，数据库作为大数据的数据来源。
提供服务器租赁服务
对于客户端需要二次开发的客户，该物联网系统可提供服务器访问接口，用户在该物联网系统的硬件和服务器平台上，进行客户端二次开发。
标准监控界面
该工业物联网系统提供标准监控界面供客户使用。
WEB访问
网站模板的形式，根据客户的需求，增减不同的功能模块，调整不同的位置、背景等。
软件客户端
功能模块化，定制的同时，减小开发工作量。主要采用以下两种方式实现：a.定制客户端软件。b.虚拟通信接口，客户二次开发通过虚拟接口连接服务器。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的思想和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改。

Claims (6)

1.一种工业物联网系统,其特征在于，其包括以下部件：
可扩展物联网接入设备，其用于实现工业现场信息采集和控制输出，能够采集工业现场的各种信号，按照对应的格式发送到云端服务器的指定区域；
云端服务器，其用于数据存储和传输；存储采集到的所有现场信息、客户端的指令和各种操作命令；进行客户端和现场信息的交互传输；
互联网，其用于信号的传输和数据交互；
至少一个客户端，其用于让使用者通过客户端了解现场信息，通过客户端进行操作和控制，发送控制指令到云端服务器，再通过云端服务器到现场执行机构。
2.根据权利要求1所述的一种工业物联网系统，其特征在于，所述可扩展物联网接入设备能够兼容wifi、有线、GPRS三种通信方式。
3.根据权利要求2所述的一种工业物联网系统，其特征在于，所述可扩展物联网接入设备能够从云端服务器指定区域中，读取输出参数，对现场设备进行输出控制。
4.根据权利要求1所述的一种工业物联网系统，其特征在于，所述可扩展物联网接入设备支持功能扩展，且通过相同型号的接口访问云端服务器。
5.根据权利要求1所述的工业物联网系统，其特征在于：所述客户端设有虚拟通信接口，使用者可通过虚拟通信接口连接云端服务器。
6.根据权利要求1所述的工业物联网系统，其特征在于：所述可扩展物联网接入设备采用总线扩展方式，可根据现场需要选配功能模块。
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