CN107357251A - 工业设备实时可视化数据中心及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网设备及数据采集技术领域，具体来说是一种工业设备实时可视化数据中心及其数据读发方法，若干个所述工业设备的主控制器上分别连接有IOT装置，若干所述的IOT装置之间通过ZIGBEE技术实现信息传输并将数据信息汇总至一台作为主机的IOT装置上，所述的作为主机的IOT装置与服务器通过4G网络信号相连，服务器将数据信息编译后输出至实时可视化中心。本发明同现有技术相比，其优点在于：实现了对工业设备数据的实时读取和发送，并将其发送至可视化中心，降低了企业运营设备成本，简化了设备现场监控，以及维护维修的成本，将原本落后的传统工业领域安全性和现代化提升到了一个新的级别。

Description

工业设备实时可视化数据中心及其运行方法

[技术领域]

本发明涉及物联网设备及数据采集和通讯方法技术领域，具体来说是一种工业设备实时可视化数据中心及其运行方法。

[背景技术]

现有工业设备中，需要有固定的维护人员在现场监控，才可以实现每日正常工作，这需要大量的人力财力物力，提高了工业领域的成本，非常落后。每一个工业设备的状态在互联网中是无法实时可视化的，因此当遇到问题时也无法预报警、维护和锁机，因此，需要设计一种工业设备实时可视化数据中心及运行方法，以实现工业设备数据的实时可视化。

[发明内容]

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种工业设备实时可视化数据中心及其运行方法，通过合理的电路结构实现了对工业设备的信息读取和发送，实现了工业数据的实时可视化。

为了实现上述目的，设计一种工业设备实时可视化数据中心，包括工业设备、IOT装置、服务器和实时可视化中心，其特征在于若干个所述工业设备的主控制器上分别连接有IOT装置，若干所述的IOT装置之间通过局域通讯设备实现信息传输并将数据信息汇总至一台作为主机的IOT装置上，所述的运行在主机模式的IOT装置与服务器通过远程通讯设备信号相连，服务器将数据信息编译后输出至实时可视化中心。

所述工业设备的主控制器的VCC端与电源相连，所述工业设备的主控制器的GND端与接口芯片的GND端相连后接地，所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端相连，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端相连，接口芯片的VCC端与电源相连，接口芯片的RE端与DI端相连后与第一电平转换芯片的2号引脚相连，接口芯片的RX端与第一电平转换芯片的3号引脚相连，接口芯片的TX端与第一电平转换芯片的4号引脚相连，第一电平转换芯片的7号引脚接地，第一电平转换芯片的14号引脚与1号引脚相连后与电源相连，第一电平转换芯片的8号引脚与电源相连，第一电平转换芯片的9号引脚与IOT装置主控制器的IO CTRL端相连，第一电平转换芯片的10号引脚与IOT装置主控制器的TXD端相连，第一电平转换芯片的11号引脚与IOT装置主控制器的RXD端相连。

优选地，所述接口芯片的型号为MAX485，所述的电平转换芯片的型号为TXB0104，所述的IOT装置主控制器的型号为STM32F103RCT6。

所述工业设备的主控制器和接口芯片之间还设有抗干扰电路，所述的抗干扰电路如下：所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端之间先抽头一端连接电容C1后接地，所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端之间再抽头一端连接瞬态抑制二极管D1后接地，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端之间先抽头一端连接电容C2后接地，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端之间再抽头一端连接瞬态抑制二极管D2后接地。

所述的IOT装置包括IOT装置主控制器、远程通讯设备和局域通讯设备，所述的IOT装置主控制器与远程通讯设备和局域通讯设备信号相连，所述的远程通讯设备包括4G LTE通讯芯片、SIM卡和远程通讯天线，所述IOT装置主控制器的RXD端与第二电平转换芯片的A1端相连，所述IOT装置主控制器的TXD端与第二电平转换芯片的A2端相连，所述第二电平转换芯片的B1端与4G LTE通讯芯片的TXD端相连，所述第二电平转换芯片的B2端与4G LTE通讯芯片的RXD端相连，所述IOT装置主控制器的PWR端与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与电阻R2一端和三极管Q1基极相连，电阻R2另一端与三极管Q1发射极和4G LTE通讯芯片的GND相连后接地，三极管Q1的集电极与4G LTE通讯芯片的PWR端相连，4G LTE通讯芯片的ANT端与远程通讯天线相连，4G LTE通讯芯片的USIM端与SIM卡的IO端相连，SIM卡的GND端接地。

所述的IOT装置主控制器通过输入接插件与局域通讯设备相连，所述的IOT装置主控制器的EN1端与输入接插件的EN2端相连，所述IOT装置主控制器的EN2端与输入接插件的EN1端相连，所述IOT装置主控制器的另一TXD端与输入接插件的RXD端相连，所述IOT装置主控制器的另一RXD端与输入接插件的TXD端相连，所述的局域通讯设备包括第一通讯系统、第二通讯系统、局域通讯天线，所述的第一通讯系统包括相连的第一Zigbee主控制器和第一射频放大器，所述的第二通讯系统包括相连的第二Zigbee主控制器和第二射频放大器，所述的输入接插件的EN1端与射频信号开关的EN2端相连，所述的输入接插件的EN2端与射频信号开关的EN1端、第一信号开关的CTRL端和第二信号开关的CTRL端相连，所述输入接插件的RXD端与第一信号开关的COM端相连，所述输入接插件的TXD端与第二信号开关的COM端相连，所述第一信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第一信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第二信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的TXD端相连，所述的信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的TXD端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFP端与第一射频放大器的RFP端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFN端与第一射频放大器的RFN端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFP端与第二射频放大器的RFP端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFN端与第二射频放大器的RFN端相连，所述第一射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN1端相连，所述第二射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN2端相连，所述射频信号开关的OUT端与局域通讯天线相连。

本发明还设计一种工业设备实时可视化数据中心的运行方法，所述的运行方法如下：

若干所述的IOT装置从工业设备读取数据信息，并通过局域通讯设备将数据信息汇总至一台运行在主机模式的IOT装置上，所述的运行在主机模式的IOT装置通过远程通讯设备将数据信息发送至服务器，服务器进行程序编译将数据信息发送至实时可视化中心；

实时可视化中心能通过服务器将数据发送给运行在主机模式的IOT装置，再通过运行在主机模式的IOT装置发送给数据所对应的IOT装置，通过对应的IOT装置对工业设备进行数据发送。

所述的运行方法包括IOT装置与工业设备之间的数据读发方法：

当IOT装置主控制器需要发送数据时，IOT装置主控制器通过IO_CTRL端输出高电平，高电平通过第一电平转换芯片进行转换后加载至接口芯片的DI与RE端，接口芯片收到高电平后转换为发送模式，之后，IOT装置主控制器将通过TXD端发送所需数据，经过第一电平转换芯片进行电平转换后，送入接口芯片的RX端，由接口芯片将IOT装置主控制器的串行通讯协议转换为RS485协议，再通过接口芯片的A和B端发送至工业设备主控制器，实现与工业设备主控制器的数据发送；

当IOT装置主控制器需要进行数据读取时，IOT装置主控制器通过IO_CTRL端输出低电平，低电平通过第一电平转换芯片后加载至接口芯片，接口芯片接收到低电平后转换为接收模式，之后，工业设备主控制器通过D+与D-引脚依据RS485协议输出数据，接口芯片将数据转换为串行通讯协议，并通过TX端发送至第一电平转换芯片，经过第一电平转换芯片实现电平转换后，输入到IOT装置主控制器的RXD端，实现与工业设备主控制器的数据读取。

本发明同现有技术相比，其优点在于：实现了对工业设备数据的实时读取和发送，并将其发送至可视化中心，降低了企业运营设备成本，简化了设备现场监控，以及维护维修的成本，将原本落后的传统工业领域安全性和现代化提升到了一个新的级别。

[附图说明]

图1是本发明的连接示意图；

图2是本发明IOT装置与工业设备之间数据读发部分的电原理图。；

图3是本发明实施例中IOT装置主控制器与远程通讯设备之间的电原理图；

图4是本发明实施例中IOT装置通讯方法的流程示意图；

图5是本发明实施例中IOT装置的局域通讯设备部分的电原理图；

图6是本发明实施例中IOT装置主控制器操作局域通讯设备时的示意图；

图7是本发明实施例中IOT装置模式切换方法中自动切换步骤的流程示意图；

图8是本发明实施例中IOT装置模式切换方法中自动判断步骤的流程示意图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置及方法的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，所述的工业设备实时可视化数据中心，包括工业设备、IOT装置、服务器和实时可视化中心，所述的可视化中心可以为固定设备端也可以为移动设备端，若干个所述工业设备的主控制器上分别连接有IOT装置，若干所述的IOT装置之间通过局域通讯设备的Zigbee无线通讯技术实现信息传输并将数据信息汇总至一台作为主机的IOT装置上，所述的作为主机的IOT装置与服务器通过4G网络信号相连，服务器将数据信息编译后输出至实时可视化中心。

参见图2，所述的工业设备的主控制器为台达Delta PLC,通过RS485接口对外通讯；所述接口芯片为UART到RS485协议的转换芯片，负责实现和主控制器PLC的物理通讯，本实施例采用的型号为MAX485；所述的第一电平转换芯片为电平转换IC，负责将主控制器的3.3V信号电平双向转换为5V的信号电平，本实施例所采用的型号为TXB0104；所述的IOT装置主控制器实现整个设备的逻辑功能，本实施例采用ARM Cortex M3单片机，型号为STM32F103RCT6。所述工业设备的主控制器的VCC端与电源相连，所述工业设备的主控制器的GND端与接口芯片的GND端相连后接地，所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端相连，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端相连，接口芯片的VCC端与电源相连，接口芯片的RE端与DI端相连后与第一电平转换芯片的2号引脚相连，接口芯片的RX端与第一电平转换芯片的3号引脚相连，接口芯片的TX端与第一电平转换芯片的4号引脚相连，第一电平转换芯片的7号引脚接地，第一电平转换芯片的14号引脚与1号引脚相连后与电源相连，第一电平转换芯片的8号引脚与电源相连，第一电平转换芯片的9号引脚与IOT装置主控制器的IO CTRL端相连，第一电平转换芯片的10号引脚与IOT装置主控制器的TXD端相连，第一电平转换芯片的11号引脚与IOT装置主控制器的RXD端相连，所述工业设备的主控制器和接口芯片之间还设有抗干扰电路，所述的抗干扰电路如下：所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端之间先抽头一端连接电容C1后接地，所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端之间再抽头一端连接瞬态抑制二极管D1后接地，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端之间先抽头一端连接电容C2后接地，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端之间再抽头一端连接瞬态抑制二极管D2后接地。

所述的IOT装置与工业设备之间的数据读发方法如下：当IOT装置主控制器需要发送数据时，IOT装置主控制器通过IO_CTRL端输出3.3V高电平，3.3V高电平通过第一电平转换芯片进行转换后，变为5V高电平，加载至接口芯片的DI与RE端，接口芯片收到高电平后转换为发送模式，之后，IOT装置主控制器将通过TXD端发送所需数据，经过第一电平转换芯片进行电平转换后，送入接口芯片的RX端，由接口芯片将IOT装置主控制器的串行通讯协议转换为RS485协议，再通过接口芯片的A和B端发送至工业设备主控制器，实现与工业设备主控制器的数据发送；

当IOT装置主控制器需要进行数据读取时，IOT装置主控制器通过IO_CTRL端输出低电平，低电平通过第一电平转换芯片后加载至接口芯片的DI与RE端，接口芯片接收到低电平后转换为接收模式，之后，工业设备主控制器通过D+与D-引脚依据RS485协议输出数据，接口芯片将数据转换为串行通讯协议，并通过TX端发送至第一电平转换芯片，经过第一电平转换芯片实现电平转换后，输入到IOT装置主控制器的RXD端，实现与工业设备主控制器的数据读取。

本发明所采用的IOT装置同时具备主机工作模式和从机工作模式，该IOT装置同时包括局域通讯设备和远程通讯设备，参见图3，是该IOT装置主控制器与远程通讯设备之间的电原理图，所述IOT装置主控制器与远程通讯设备和局域通讯设备信号相连，所述的远程通讯设备包括4G LTE通讯芯片、SIM卡和远程通讯天线，所述IOT装置主控制器的RXD端与第二电平转换芯片的A1端相连，所述IOT装置主控制器的TXD端与第二电平转换芯片的A2端相连，所述第二电平转换芯片的B1端与4G LTE通讯芯片的TXD端相连，所述第二电平转换芯片的B2端与4G LTE通讯芯片的RXD端相连，所述IOT装置主控制器的PWR端与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与电阻R2一端和三极管Q1基极相连，电阻R2另一端与三极管Q1发射极和4GLTE通讯芯片的GND相连后接地，三极管Q1的集电极与4G LTE通讯芯片的PWR端相连，4G LTE通讯芯片的ANT端与远程通讯天线相连，4G LTE通讯芯片的USIM端与SIM卡的IO端相连，SIM卡的GND端接地。

所述的主控制器采用STM32F103RCT6型号；所述的第二电平转换芯片负责将主控制器的3.3V信号电压转换为通讯模块的1.8V信号电样，采用的型号为TXB0102；所述的4GLTE通讯芯片用于完成4G网络协议栈和通讯功能，通过串口与主控制器连接，采用的型号为SIM7600CE。

参见图5，所述的IOT装置主控制器通过输入接插件与局域通讯设备相连，所述的IOT装置主控制器的EN1端与输入接插件的EN2端相连，所述IOT装置主控制器的EN2端与输入接插件的EN1端相连，所述IOT装置主控制器的另一TXD端与输入接插件的RXD端相连，所述IOT装置主控制器的另一RXD端与输入接插件的TXD端相连，所述的局域通讯设备包括第一通讯系统、第二通讯系统、局域通讯天线，所述的第一通讯系统包括相连的第一Zigbee主控制器和第一射频放大器，所述的第二通讯系统包括相连的第二Zigbee主控制器和第二射频放大器，所述的输入接插件的EN1端与射频信号开关的EN2端相连，所述的输入接插件的EN2端与射频信号开关的EN1端、第一信号开关的CTRL端和第二信号开关的CTRL端相连，所述输入接插件的RXD端与第一信号开关的COM端相连，所述输入接插件的TXD端与第二信号开关的COM端相连，所述第一信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第一信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第二信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的TXD端相连，所述的信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的TXD端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFP端与第一射频放大器的RFP端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFN端与第一射频放大器的RFN端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFP端与第二射频放大器的RFP端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFN端与第二射频放大器的RFN端相连，所述第一射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN1端相连，所述第二射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN2端相连，所述射频信号开关的OUT端与局域通讯天线相连。

所述的第一信号开关和第二信号开关的型号为SGM3001，其构成的一组信号开关负责在两组通讯系统之间切换与主控制器的通讯路径；所述的第一Zigbee主控制器和第二Zigbee主控制器的型号为CC2530F256，用于完成Zigbee协议栈驱动和通讯过程；所述的第一射频放大器和第二射频放大器的型号为CC2592前置射频放大器，负责放大Zigbee功率信号，获得更远的传输距离；所述的射频信号开关的型号为HMC544A，负责将对应通讯系统的射频信号连接至天线，其与第一信号开关和第二信号开关同步控制。

参见图4，所述的IOT装置的通讯方法如下，包括IOT装置之间的通讯方法以及IOT装置与服务器之间的通讯方法：若干台所述的IOT装置采用局域通讯设备发送数据，并由一台运行在主机模式的IOT装置接收，再通过该IOT装置的远程通讯装置发送至服务器，所述的第一通讯系统工作在主机模式，所述的第二通讯系统工作在从机模式，

当所述的IOT装置启动后，首先通过局域通讯装置检测本地网络是否存在，若存在本地网络，即执行加入网络动作，同时将本装置设置为从机工作模式，并关闭远程通讯装置，数据通过局域通讯设备发送至工作在主机工作模式的IOT装置；

若不存在本地网络，IOT装置在检查自身远程通讯装置的可用性后会重启局域通讯设备，并将本装置设置为主机工作模式，通过局域通讯装置建立局域通讯网络以接收其他IOT装置发送的数据，通过远程通讯装置建立远程通讯网络以将数据发送至服务器。

所述的IOT装置之间的通讯方法如下：当IOT装置主控制器操作远程通讯装置时，IOT装置主控制器的PWR端，输出3.3V高电平，并维持一秒，该电平经电阻R1与电阻R2分压后得到约3.23V的信号电压使得三极管Q1导通，该信号电压通过导通的三极管Q1再输出至4GLTE通讯芯片，此时4G LTE通讯芯片的PWR端被设置为低电平，维持一秒后，4G LTE通讯芯片启动开机流程；

开机后，4G LTE通讯芯片通过USIM接口与SIM卡通讯，获得所需数据后，进行网络注册，注册成功后，4G LTE通讯芯片将通过串行数据接口TXD端与RXD端尝试与主控制器通讯，信号通过电平转换芯片进行电平转换，使电压从1.8V转换为3.3V后被IOT装置主控制器接收，IOT装置主控制器通收到信号后对4G LTE通讯芯片进行初始化后，4G LTE通讯芯片即可正常工作；

所述的IOT装置与服务器之间的通讯方法如下：当需要进行远程网络数据传输时，IOT装置主控制器通过主控制器的RXD端与TXD端输入或输出信号，经过电平转换芯片转换后，以AT指令集为格式，向远端服务器发送指令或接收结果；

当IOT装置关机时，IOT装置主控制器的PWR端，即27号引脚处，输出3.3V高电平，并维持5秒，该电平经电阻R1与电阻R2分压后通过导通的三极管Q1再输出至4G LTE通讯芯片，此时4G LTE通讯芯片的PWR端被设置为低电平，维持5秒后，触发通讯模块的关机程序。

参见图6和图5，当IOT装置主控制器操作局域通讯装置时，所述的IOT装置内的EN1和EN2两个信号输入端分别用于启用第一通讯系统和第二通讯系统，

当需要以主机模式工作时，IOT装置主控制器对输入接插件的EN2端施加高电平，对接插件的EN1端施加低电平，由输入接插件的RXD端输入的信号依次经过第一信号开关的COM端和NO端后输入至第一Zigbee主控制器，由输入接插件的TXD端输入的信号依次经过第二信号开关的COM端和NO端后输入至第一Zigbee主控制器，工作在主机模式的第一Zigbee主控制器得以连接到主控制器，同时，射频信号开关的EN1端被施加高电平，因此射频信号开关的IN1端，即主机模式协议芯片经过射频前端放大后的信号得以选通，被连接至射频信号开关的OUT引脚，通过局域通讯天线对外通讯；

当需要以从机模式工作时，IOT装置主控制器对输入接插件的EN2端施加低电平，对接插件的EN1端施加高电平，由输入接插件的RXD端输入的信号依次经过第一信号开关的COM端和NC端后输入至第二Zigbee主控制器，由输入接插件的TXD端输入的信号依次经过第二信号开关的COM端和NC端后输入至第二Zigbee主控制器，工作在从机模式的第二Zigbee主控制器得以连接到IOT装置主控制器，同时，射频信号开关的EN2端被施加高电平，因此射频信号开关的IN2端，即从机模式协议芯片经过射频前端放大后的信号得以选通，被连接至射频信号开关的OUT引脚，通过局域天线对外通讯。

一个区域的所有IOT装置之间可以通过免费且低功耗的局域通讯设备传送数据，最终将所有数据整合后再由一台IOT装置通过远程通讯设备发送到服务器，节省资费和通讯资源，并且依靠IOT装置即能实现多种不同的通讯角色，降低了工业成本，简化了网络组建的过程，提升了网络通讯的稳定性和可靠性。

所述的运行方法还包括IOT装置的主从模式切换方法，所述的主从模式切换方法包括自动切换和自动判断两大步骤，所述的自动切换步骤参见图7，IOT装置启动时，既非主机模式，也非从机模式，根据收到的广播数据信号判断后，再进入相应的工作模式,在星形组网中，工作在主机模式的IOT装置在统一信道上相所有工作在从机模式的IOT装置广播数据包，工作在从机模式的IOT装置监听信道并接收数据包，再以单播的方式向主机发送数据。IOT装置启动后，若在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的IOT装置发出的广播数据，则进入从机工作模式；

若未在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的IOT装置发出的广播数据，由于作为主机必须要具备4G LTE通讯能力，因此是否插入正确的SIM卡是一个判断标准，因此此时IOT装置需要检测插入的SIM卡是否有效：

若SIM卡无效，则IOT装置重新等待广播数据，这是因为其他IOT装置检测SIM有效后，会开始发送广播包，此时检测可以跳过重启过程，缩短设备启动时间。并在收到广播数据后进入从机工作模式，若在设定的时间间隔内未收到广播数据，则IOT装置重启；

若SIM卡有效，则IOT装置随机等待广播，并在收到广播数据后进入从机工作模式，若未收到广播数据则IOT装置进入主机工作模式。此处，检测到SIM卡有效后会重新随机等待广播，是为了避免两台同时具备主机能力(即SIM卡有效)的IOT装置同时启动后产生主机冲突，因此，IOT装置在检测到SIM卡有效后，会等待一个设定好的随机时间，确定无其他IOT装置工作在主机模式后，才进入主机工作模式。

所述的自动判断步骤参见图8，所述的IOT装置内置一组计时器，工作在主机模式的IOT装置会以设定的时间间隔向全网发送包含时间戳的广播数据，工作在从机模式的IOT装置接收到广播数据后，分析广播数据的内容与信号强度，若信号强度正常，并且广播数据的时间戳与本机时间比较无误，则IOT装置将重置内置计时器；若IOT装置未接收到广播数据或时间戳与本机时间有误或信号强度不正常，则IOT装置的内置计时器不会重置，而会一直累加，在超过设定的时间间隔后计时器超时，则IOT装置重启并触发自动切换步骤重新确定应工作在主机模式还是从机模式。

工作在主机模式的IOT装置无需维护从机状态列表，工作在从机模式的IOT装置无需与工作在主机模式的IOT装置通讯，即可判断工作在主机模式的IOT装置和网络环境是否正常，并以此控制自身切换工作模式，使得控制复杂度大大降低。

Claims (8)

1.一种工业设备实时可视化数据中心，包括工业设备、IOT装置、服务器和实时可视化中心，其特征在于若干个所述工业设备的主控制器上分别连接有IOT装置，若干所述的IOT装置之间通过局域通讯设备实现信息传输并将数据信息汇总至一台运行在主机模式的IOT装置上，所述的运行在主机模式的IOT装置与服务器通过远程通讯设备信号相连，服务器将数据信息编译后输出至实时可视化中心。

2.如权利要求1所述的一种工业设备实时可视化数据中心，其特征在于所述工业设备的主控制器的VCC端与电源相连，所述工业设备的主控制器的GND端与接口芯片的GND端相连后接地，所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端相连，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端相连，接口芯片的VCC端与电源相连，接口芯片的RE端与DI端相连后与第一电平转换芯片的2号引脚相连，接口芯片的RX端与第一电平转换芯片的3号引脚相连，接口芯片的TX端与第一电平转换芯片的4号引脚相连，第一电平转换芯片的7号引脚接地，第一电平转换芯片的14号引脚与1号引脚相连后与电源相连，第一电平转换芯片的8号引脚与电源相连，第一电平转换芯片的9号引脚与IOT装置主控制器的IO CTRL端相连，第一电平转换芯片的10号引脚与IOT装置主控制器的TXD端相连，第一电平转换芯片的11号引脚与IOT装置主控制器的RXD端相连。

3.如权利要求2所述的一种工业设备实时可视化数据中心，其特征在于所述工业设备的主控制器和接口芯片之间还设有抗干扰电路。

4.如权利要求3所述的一种工业设备实时可视化数据中心，其特征在于所述的抗干扰电路如下：所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端之间先抽头一端连接电容C1后接地，所述工业设备的主控制器的D+端与接口芯片的A端之间再抽头一端连接瞬态抑制二极管D1后接地，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端之间先抽头一端连接电容C2后接地，所述工业设备的主控制器的D-端与接口芯片的B端之间再抽头一端连接瞬态抑制二极管D2后接地。

5.如权利要求2或4所述的一种工业设备实时可视化数据中心，其特征在于所述的IOT装置包括IOT装置主控制器、远程通讯设备和局域通讯设备，所述的IOT装置主控制器与远程通讯设备和局域通讯设备信号相连，所述的远程通讯设备包括4G LTE通讯芯片、SIM卡和远程通讯天线，所述IOT装置主控制器的RXD端与第二电平转换芯片的A1端相连，所述IOT装置主控制器的TXD端与第二电平转换芯片的A2端相连，所述第二电平转换芯片的B1端与4GLTE通讯芯片的TXD端相连，所述第二电平转换芯片的B2端与4G LTE通讯芯片的RXD端相连，所述IOT装置主控制器的PWR端与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与电阻R2一端和三极管Q1基极相连，电阻R2另一端与三极管Q1发射极和4G LTE通讯芯片的GND相连后接地，三极管Q1的集电极与4G LTE通讯芯片的PWR端相连，4G LTE通讯芯片的ANT端与远程通讯天线相连，4G LTE通讯芯片的USIM端与SIM卡的IO端相连，SIM卡的GND端接地。

6.如权利要求5所述的一种工业设备实时可视化数据中心，其特征在于所述的IOT装置主控制器通过输入接插件与局域通讯设备相连，所述的IOT装置主控制器的EN1端与输入接插件的EN2端相连，所述IOT装置主控制器的EN2端与输入接插件的EN1端相连，所述IOT装置主控制器的另一TXD端与输入接插件的RXD端相连，所述IOT装置主控制器的另一RXD端与输入接插件的TXD端相连，所述的局域通讯设备包括第一通讯系统、第二通讯系统、局域通讯天线，所述的第一通讯系统包括相连的第一Zigbee主控制器和第一射频放大器，所述的第二通讯系统包括相连的第二Zigbee主控制器和第二射频放大器，所述的输入接插件的EN1端与射频信号开关的EN2端相连，所述的输入接插件的EN2端与射频信号开关的EN1端、第一信号开关的CTRL端和第二信号开关的CTRL端相连，所述输入接插件的RXD端与第一信号开关的COM端相连，所述输入接插件的TXD端与第二信号开关的COM端相连，所述第一信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第一信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第二信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的TXD端相连，所述的信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的TXD端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFP端与第一射频放大器的RFP端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFN端与第一射频放大器的RFN端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFP端与第二射频放大器的RFP端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFN端与第二射频放大器的RFN端相连，所述第一射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN1端相连，所述第二射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN2端相连，所述射频信号开关的OUT端与局域通讯天线相连。

7.一种如权利要求2所述的工业设备实时可视化数据中心的运行方法，其特征在于所述的运行方法如下：

若干所述的IOT装置从工业设备读取数据信息，并通过局域通讯设备将数据信息汇总至一台运行在主机模式的IOT装置上，所述的运行在主机模式的IOT装置通过远程通讯设备将数据信息发送至服务器，服务器进行程序编译将数据信息发送至实时可视化中心；

实时可视化中心能通过服务器将数据发送给运行在主机模式的IOT装置，再通过运行在主机模式的IOT装置发送给数据所对应的IOT装置，通过对应的IOT装置对工业设备进行数据发送。

8.如权利要求7所述的一种工业设备实时可视化数据中心的运行方法，其特征在于所述的运行方法包括IOT装置与工业设备之间的数据读发方法：

当IOT装置主控制器需要发送数据时，IOT装置主控制器通过IO_CTRL端输出高电平，高电平通过第一电平转换芯片进行转换后加载至接口芯片的DI与RE端，接口芯片收到高电平后转换为发送模式，之后，IOT装置主控制器将通过TXD端发送所需数据，经过第一电平转换芯片进行电平转换后，送入接口芯片的RX端，由接口芯片将IOT装置主控制器的串行通讯协议转换为RS485协议，再通过接口芯片的A端和B端发送至工业设备主控制器，实现与工业设备主控制器的数据发送；

当IOT装置主控制器需要进行数据读取时，IOT装置主控制器通过IO_CTRL端输出低电平，低电平通过第一电平转换芯片后加载至接口芯片，接口芯片接收到低电平后转换为接收模式，之后，工业设备主控制器通过D+端与D-端依据RS485协议输出数据，接口芯片将数据转换为串行通讯协议，并通过TX端发送至第一电平转换芯片，经过第一电平转换芯片实现电平转换后，输入到IOT装置主控制器的RXD端，实现与工业设备主控制器的数据读取。