CN107885175B - 基于云主机控制的缝制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于云主机控制的缝制方法及系统，所述缝制系统包括：初级控制单元层，包含若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺；次级控制单元层，包含若干服务器，用于向区域主机层发送工艺请求，接收区域主机层发送的控制数据并控制若干个控制器；区域主机层，包含若干区域云主机，运行有工艺算法程序；区域云主机接收服务器发的的工艺请求，根据工艺请求对工艺算法程序进行解析形成控制数据，并将控制数据发送至服务器；分布存储计算层，包含一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各区域云主机工作。本发明可以有效解决机器之间的通信协调问题，降低硬件部署成本，最大化利用资源进行运算。
Description
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别是涉及集群控制领域，具体为一种基于云主机控制的缝制方法及系统。
版权申明
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
背景技术
当下云计算、云主机技术快速发展，传统制造行业得以借此转型，实现工业制造4.0。传统的缝纫机更多偏向于单一个体，即便现在有的厂家已有联网的案例，但是也只是局限于参数数据的采集，不涉及内在的集散控制，本质还是传统的智能单机模式。如今，服装行业的自动化、智能化程度越来越高，机器人在缝制行业里的应用越来越普及，但是这之间的协调工作仍然是一片空白，机器之间依然是单机模式。
发明内容
为了解决上述的以及其他潜在的技术问题，本发明的实施例提供了一种基于云主机控制的缝制系统，所述基于云主机控制的缝制系统包括：初级控制单元层，次级控制单元层，区域主机层以及分布存储计算层；所述初级控制单元层，包含若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺；所述次级控制单元层，包含若干服务器，用于向所述区域主机层发送工艺请求，接收所述区域主机层发送的控制数据并根据所述控制数据控制若干个所述控制器；所述区域主机层，包含若干区域云主机，运行有工艺算法程序；所述区域云主机接收所述服务器发的的工艺请求，根据所述工艺请求对所述工艺算法程序进行解析形成所述控制数据，并将所述控制数据发送至所述服务器；所述分布存储计算层，包含一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各所述区域云主机工作。
于本发明的一实施例中，所述基于云主机控制的缝制系统还包括：自定义单元层，连接于所述初级控制单元层和所述次级控制单元层之间，用于复用所述初级控制单元层，形成由多层所述初级控制单元层形成的多级拓扑结构。
于本发明的一实施例中，所述初级控制单元层、所述自定义单元层以及所述次级控制单元层之间通过以太网高速通信总线连接。
于本发明的一实施例中，所述初级控制单元层控制驱动层和机械层。
于本发明的一实施例中，所述驱动层包括若干驱动器，所述机械层包括与所述驱动器对应连接的若干缝纫设备；其中，所述初级控制单元层中一个所述控制器连接至少一个驱动器。
于本发明的一实施例中，所述初级控制单元层、所述驱动层以及所述机械层通过电气网络层进行通信连接。
于本发明的一实施例中，一个所述区域云主机连接至少一个所述服务器，一个所述区域云主机运行至少一个工艺算法程序。
本发明的实施例还提供一种基于云主机控制的缝制方法，所述基于云主机控制的缝制方法包括：配置初级控制单元层，次级控制单元层，区域主机层以及分布存储计算层；于所述初级控制单元层配置若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺；于所述次级控制单元层配置若干服务器，用于向所述区域主机层发送工艺请求，接收所述区域主机层发送的控制数据并根据所述控制数据控制若干个所述控制器；于所述区域主机层配置若干区域云主机，运行工艺算法程序；所述区域云主机接收所述服务器发的的工艺请求，根据所述工艺请求对所述工艺算法程序进行解析形成所述控制数据，并将所述控制数据发送至所述服务器；于所述分布存储计算层配置一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各所述区域云主机工作。
于本发明的一实施例中，所述基于云主机控制的缝制方法还包括：于所述初级控制单元层和所述次级控制单元层之间配置自定义单元层，用于复用所述初级控制单元层，形成由多层所述初级控制单元层形成的多级拓扑结构。
于本发明的一实施例中，所述初级控制单元层控制驱动层和机械层；所述驱动层包括若干驱动器，所述机械层包括与所述驱动器对应连接的若干缝纫设备；其中，所述初级控制单元层中一个所述控制器连接至少一个驱动器。
如上所述，本发明的基于云主机控制的缝制方法及系统具有以下有益效果：
1、本发明将传统系统的控制层、驱动层以及工艺层进行剥离，提升各个层的独立性，增加整个系统的设备更新能力，保证各个层之间的数据独立性、可靠性，可以有效解决机器之间的通信协调问题，降低本地硬件部署成本，最大化利用资源进行运算。
2、本发明降低了工厂现场部署成本，现场只有驱动层与少量控制层，与原来相比硬件成本大大降低，提升缝制设备的竞争力。
3、本发明分布式计算的引入提升了系统服务器资源的利用率，针对不同时差的资源尤其明显，通过对缝制计算任务的分解调度分配，充分调配闲置的主机，从而提高整个缝制系统的利用率，间接降低了系统成本，而且方便数据采集与大数据库建立，同时也方便各自控制程序与算法程序的更新与维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示为本发明的基于云主机控制的缝制系统的原理框图。
图2显示为本发明的基于云主机控制的缝制系统中初级控制单元的模型简图。
图3显示为本发明的基于云主机控制的缝制系统中次级控制单元的控制连接示意图。
图4显示为本发明的基于云主机控制的缝制系统中分布式存储计算层的原理示意图。
元件标号说明
100 基于云主机控制的缝制系统
110 初级控制单元层
111 驱动层
112 机械层
120 自定义单元层
130 次级控制单元层
140 区域主机层
150 分布存储计算层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例的目的在于提供一种基于云主机控制的缝制方法及系统，用于解决各缝纫设备、各控制设备之间的通信协调问题，降低本地硬件部署成本，最大化利用资源进行运算。
以下将详细阐述本发明的基于云主机控制的缝制方法及系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的基于云主机控制的缝制方法及系统。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种基于云主机控制的缝制系统100，所述基于云主机控制的缝制系统100至少包括：初级控制单元层110，次级控制单元层130，区域主机层140以及分布存储计算层150。
于本实施例中，如图2所示，所述初级控制单元层110包含若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺。
所述初级控制单元层110属于所述基于云主机控制的缝制系统100中最基本的控制单元，具备实现单个或者若干个工艺的控制功能。
具体地，如图2所示，于本实施例中，所述初级控制单元层110控制驱动层111和机械层112。
其中，所述驱动层111包括若干驱动器，所述机械层112包括与所述驱动器对应连接的若干缝纫设备；其中，所述初级控制单元层110中一个所述控制器连接至少一个驱动器。
于本实施例中，所述初级控制单元层110、所述驱动层111以及所述机械层112通过电气网络层进行通信连接。
也就是上说，于本实施例中，所述初级控制单元层110是最小的控制单元，下辖有驱动层111、机械层112以及附属的电气网络层，主要控制驱动各类电机、电磁阀、传感装置等，设备以总线型为优先，利于构建局域网络，诸如EtherCAT、Powerlink等工业以太网总线设备。
本实施例中的基于云主机控制的缝制系统100将传统系统的控制层、驱动层111以及工艺层进行剥离，提升各个层的独立性，增加整个系统的设备更新能力，保证各个层之间的数据独立性、可靠性，各个层互相隔离，使得可以根据现场实际需求进行灵活的拓扑扩展。而且，降低了工厂现场部署成本，现场只有驱动层111与少量控制层，与原来相比硬件成本大大降低，提升缝制设备的竞争力。
于本实施例中，如图3所示，所述次级控制单元层130包含若干服务器，用于向所述区域主机层140发送工艺请求，接收所述区域主机层140发送的控制数据并根据所述控制数据控制若干个所述控制器。
具体地，于本实施例中，所述次级控制单元层130主要负责工艺调度、算法优化功能，管理若干初级控制单元，向区域主机层140发送工艺请求，从而获得来自区域主机层140的数据解析文件(控制数据)，下发给各个初级控制单元，进而实现工艺的逻辑控制。
此外，于一实施例中，所述基于云主机控制的缝制系统100还包括：自定义单元层120，连接于所述初级控制单元层110和所述次级控制单元层130之间，用于复用所述初级控制单元层110，形成由多层所述初级控制单元层110形成的多级拓扑结构。
所述自定义单元层120复用所述初级控制单元层110，针对多工艺多流水线设计，拓扑结构链接，涉及较多控制对象时采用，类似班组分层管理机制。所述自定义单元层120下面的初级控制单元通过以太网总线交换数据实现工艺控制的功能。
于一实施例中，所述初级控制单元层110、所述自定义单元层120以及所述次级控制单元层130之间通过以太网高速通信总线连接。
所述初级控制单元层110，所述自定义单元层120以及所述次级控制单元层130通过工业以太网等高速通信总线连接，进行信号采集与控制数据的传递，这三层主要实现逻辑控制，实时性要求高。
于本实施例中，如图4所示，所述区域主机层140包含若干区域云主机，运行有工艺算法程序；所述区域云主机接收所述服务器发的的工艺请求，根据所述工艺请求对所述工艺算法程序进行解析形成所述控制数据，并将所述控制数据发送至所述服务器。
于本实施例中，工艺算法程序运行在区域主机层140，与控制层剥离，使得一方面大大降低了本地控制层硬件成本，另一方面使得工艺层更加深入专注，得益于服务器以及分布式的强大计算能力，使得系统对复杂工艺的计算能力大大提升。
于本实施例中，一个所述区域云主机连接至少一个所述服务器，一个所述区域云主机运行至少一个工艺算法程序。
所述区域主机层140负责区域范围的数据调度分配，接收来自第三层的请求信息，进行工艺计算解析出控制数据并打包返回给第三层单元；响应其他主机请求进行分布式计算存储。
所述次级控制单元层130与所述区域主机层140主要进行控制工艺的编码与解码，重点解决工艺控制算法的问题，实现工艺的最优控制解，之间采用普通网络总线进行数据传输。
于本实施例中，如图4所示，所述分布存储计算层150包含一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各所述区域云主机工作。
所述分布式存储计算系统的分布式计算的引入提升了各区域云主机的资源利用率，针对不同时差的资源尤其明显，通过对缝制计算任务的分解调度分配，充分调配闲置的区域云主机，从而提高整个缝制系统的利用率，间接降低了系统成本，方便数据采集与大数据库建立，同时也方便各自控制程序与算法程序的更新与维护。
所述分布式存储计算层通过控制各个区域云主机协调配合实现复杂缝制工程的任务分割、调度分配，充分利用各个区云主机的闲置时间，比如因时差原因各个主机是错开时间工作的，即同一时间，大约有一半主机是闲置的，通过计算任务的分解派发充分调动闲置主机参与运算，提供整个系统的运行效率。所述分布式存储计算层保障了数据的安全性，提供系统的容错能力。
所述区域主机层140与所述分布式存储计算层之间进行分布式数据计算与存储，主要解决复杂庞大的问题，由主机发起分派计算任务给其他主机，共同计算汇总数据结果，提升整个系统的计算能力与容错能力，均衡化负载数据。
所以，本实施例的基于云主机控制的缝制系统100属于集群控制，拥有多个子系统层，第一层是初级控制单元层110，第二层是自定义单元层120，第三层次级控制单元层130，第四层是区域主机层140，第五层是分布存储计算层150。不同于以往的数据采集建立的网络，本缝制系统建立基于控制理念，所有的设备、节点、单元都是用了更灵活更弹性的去组建区域、大区域、跨区域网络，最终目的是为了更好的实现控制，满足灵活多变的缝制工艺要求。
所有缝纫设备的工艺算法程序在区域主机层140的区域云主机里运行，通过特定接口访问，不同于以往的控制与工艺程序集成在一台本地主机上；本缝制系统的区域云主机通过次级控制单元层130接受来自初级控制单元层110的请求信息，并进行算法解析出力，最终得到逻辑控制数据，通过次级控制单元层130打包下发给初级控制单元层110进行运动控制，即初级控制单元层110的多台控制器可共用一个区域云主机，一套工艺程序；区域云主机上可以运行多个不同的工艺程序满足实际需求，通过docker实现部署。通过所述区域主机层140与所述分布式存储计算层分布式计算在缝制行业的应用，大大提升系统资源的利用率，考虑到当下图像处理技术的应用，可以提供强大的计算支撑。
此外，本实施例对应还提供一种基于云主机控制的缝制方法，所述基于云主机控制的缝制方法包括：
步骤S110，配置初级控制单元层110，次级控制单元层130，区域主机层140以及分布存储计算层150。
步骤S120，于所述初级控制单元层110配置若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺。
于一实施例中，所述初级控制单元层110控制驱动层111和机械层112；所述驱动层111包括若干驱动器，所述机械层112包括与所述驱动器对应连接的若干缝纫设备；其中，所述初级控制单元层110中一个所述控制器连接至少一个驱动器。
上述已经对所述初级控制单元层110的结构、功能和网络连接进行了详细说明，在此不再赘述。
步骤S130，于所述次级控制单元层130配置若干服务器，用于向所述区域主机层140发送工艺请求，接收所述区域主机层140发送的控制数据并根据所述控制数据控制若干个所述控制器。
上述已经对所述次级控制单元层130的结构、功能和网络连接进行了详细说明，在此不再赘述。
步骤S140，于所述区域主机层140配置若干区域云主机，运行工艺算法程序；所述区域云主机接收所述服务器发的的工艺请求，根据所述工艺请求对所述工艺算法程序进行解析形成所述控制数据，并将所述控制数据发送至所述服务器。
上述已经对所述区域主机层140的结构、功能和网络连接进行了详细说明，在此不再赘述。
步骤S150，于所述分布存储计算层150配置一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各所述区域云主机工作。
上述已经对所述分布存储计算层150的结构、功能和网络连接进行了详细说明，在此不再赘述。
于一实施例中，所述基于云主机控制的缝制方法还包括：于所述初级控制单元层110和所述次级控制单元层130之间配置自定义单元层120，用于复用所述初级控制单元层110，形成由多层所述初级控制单元层110形成的多级拓扑结构。
综上所述，本发明将传统系统的控制层、驱动层以及工艺层进行剥离，提升各个层的独立性，增加整个系统的设备更新能力，保证各个层之间的数据独立性、可靠性，可以有效解决机器之间的通信协调问题，降低本地硬件部署成本，最大化利用资源进行运算；本发明降低了工厂现场部署成本，现场只有驱动层与少量控制层，与原来相比硬件成本大大降低，提升缝制设备的竞争力；本发明分布式计算的引入提升了系统服务器资源的利用率，针对不同时差的资源尤其明显，通过对缝制计算任务的分解调度分配，充分调配闲置的主机，从而提高整个缝制系统的利用率，间接降低了系统成本，而且方便数据采集与大数据库建立，同时也方便各自控制程序与算法程序的更新与维护。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中包括通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种基于云主机控制的缝制系统，其特征在于，所述基于云主机控制的缝制系统包括：初级控制单元层，次级控制单元层，区域主机层以及分布存储计算层；
所述初级控制单元层，包含若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺；
所述次级控制单元层，包含若干服务器，用于向所述区域主机层发送工艺请求，接收所述区域主机层发送的控制数据并根据所述控制数据控制若干个所述控制器；
所述区域主机层，包含若干区域云主机，运行有工艺算法程序；所述区域云主机接收所述服务器发的工艺请求，根据所述工艺请求对所述工艺算法程序进行解析形成所述控制数据，并将所述控制数据发送至所述服务器；
所述分布存储计算层，包含一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各所述区域云主机工作；
自定义单元层，连接于所述初级控制单元层和所述次级控制单元层之间，用于复用所述初级控制单元层，形成由多层所述初级控制单元层形成的多级拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的基于云主机控制的缝制系统，其特征在于，所述初级控制单元层、所述自定义单元层以及所述次级控制单元层之间通过以太网高速通信总线连接。
3.根据权利要求1所述的基于云主机控制的缝制系统，其特征在于，所述初级控制单元层控制驱动层和机械层。
4.根据权利要求3所述的基于云主机控制的缝制系统，其特征在于，所述驱动层包括若干驱动器，所述机械层包括与所述驱动器对应连接的若干缝纫设备；其中，所述初级控制单元层中一个所述控制器连接至少一个驱动器。
5.根据权利要求3所述的基于云主机控制的缝制系统，其特征在于，所述初级控制单元层、所述驱动层以及所述机械层通过电气网络层进行通信连接。
6.根据权利要求1所述的基于云主机控制的缝制系统，其特征在于，一个所述区域云主机连接至少一个所述服务器，一个所述区域云主机运行至少一个工艺算法程序。
7.一种基于云主机控制的缝制方法，其特征在于，所述基于云主机控制的缝制方法包括：
配置初级控制单元层，次级控制单元层，区域主机层以及分布存储计算层；
于所述初级控制单元层配置若干控制器，用于控制缝纫设备完成单个或多个缝纫工艺；
于所述次级控制单元层配置若干服务器，用于向所述区域主机层发送工艺请求，接收所述区域主机层发送的控制数据并根据所述控制数据控制若干个所述控制器；
于所述区域主机层配置若干区域云主机，运行工艺算法程序；所述区域云主机接收所述服务器发的工艺请求，根据所述工艺请求对所述工艺算法程序进行解析形成所述控制数据，并将所述控制数据发送至所述服务器；
于所述分布存储计算层配置一分布式存储计算系统，用于根据缝制计算任务的分解调度分配，来控制和协调各所述区域云主机工作；
于所述初级控制单元层和所述次级控制单元层之间配置自定义单元层，用于复用所述初级控制单元层，形成由多层所述初级控制单元层形成的多级拓扑结构。
8.根据权利要求7所述的基于云主机控制的缝制方法，其特征在于，所述初级控制单元层控制驱动层和机械层；所述驱动层包括若干驱动器，所述机械层包括与所述驱动器对应连接的若干缝纫设备；其中，所述初级控制单元层中一个所述控制器连接至少一个驱动器。
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