CN108696580A - 数据传输设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种数据传输设备及系统，该设备包括：数据传输设备包括与管理服务器连接的第一通信接口、与至少一种生产设备相连的N种第二通信接口以及分别与第一通信接口和第二通信接口连接的控制器。数据传输设备的控制器能够达到通过每个生产设备对应的第二通信接口接收到此生产设备的工作状态数据的效果，从而实现便捷地获取多种生产设备的工作状态数据。数据传输设备的控制器可以将从不同生产设备接收到的工作状态数据的数据格式转换成与第一通信接口对应的数据格式，再通过第一通信接口将格式转换后的工作状态数据发送至管理服务器。管理服务器可以接收到格式统一的工作状态数据，方便管理服务器对多种生产设备的统一管理。

Description

数据传输设备及系统

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，尤其涉及一种数据传输设备及系统。

背景技术

现代化生产对生产设备运行的稳定性和可靠性提出了越来越高的要求，因此，对生产设备工作状态的监测也就显得尤为重要。

但由于现代化生产中使用的生产设备多种多样，因此，如何实现便捷地获取多种类型生产设备的工作状态数据，以便对生产线上的若干生产设备进行统一管理，就成为一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种数据传输设备及系统，用以便捷地获取各种类型生产设备的工作状态数据。

本发明实施例提供一种数据传输设备，包括：

与管理服务器连接的第一通信接口；

与至少一种生产设备分别连接的N种第二通信接口，其中，N＞1；

分别与所述第一通信接口和所述N种第二通信接口连接的控制器，用于通过所述N种第二通信接口接收生产设备的工作状态数据；对所述工作状态数据进行格式转换，以转换为与所述第一通信接口对应的数据格式；通过所述第一通信接口将格式转换后的工作状态数据发送至所述管理服务器。

可选地，所述N种第二通信接口中包括以太网接口和至少一个串行通信接口，所述设备还包括：

连接在所述控制器与所述至少一个串行通信接口中任一串行通信接口之间的转换电路，用于将所述任一串行通信接口转换为所述以太网接口。

可选地，所述设备还包括：与所述控制器连接的模数转换电路；

所述模数转换电路，用于将所述控制器通过第二通信接口接收到的包含工作状态数据的模拟信号转换为包含工作状态数据的数字信号。

可选地，所述N种第二通信接口中包括至少一个输入输出接口；

所述控制器，用于通过所述输入输出接口接收不具有通信接口的生产设备的工作状态数据。

可选地，与所述控制器连接的第一存储器；

所述控制器，还用于在所述数据传输设备与所述管理服务器之间存在网络异常时，将所述工作状态数据存储于所述第一存储器中；在所述数据传输设备与所述管理服务器之间的网络恢复正常时，将所述第一存储器中的所述工作状态数据上传至所述管理服务器中。

可选地，所述设备还包括；

与所述控制器连接的第二存储器，用于存储所述数据传输设备的配置信息、一条或多条用于进行所述工作状态数据传输的计算机指令以及传输所述工作状态数据过程中所产生的中间数据。

可选地，所述设备还包括：与所述控制器连接的供电电源；

所述供电电源包括：电源转换电路、与所述电源转换电路连接的至少一个电源隔离电路以及与所述至少一个电源隔离电路连接的降压电路。

可选地，所述工作状态数据为生产设备的运行环境数据，所述控制器还用于：

若所述运行环境数据超出预设阈值时，则向所述运行环境数据对应的生产设备发送报警提示信息。

本发明实施例提供一种数据传输系统，包括：

通过网络连接的至少一种生产设备、上述的数据传输设备以及管理服务器。

本发明实施例提供的数据传输设备及系统，数据传输设备包括与管理服务器连接的第一通信接口、与至少一种生产设备相连的N种第二通信接口以及分别与第一通信接口和第二通信接口连接的控制器。数据传输设备提供的N种第二通信接口能够使得每个生产设备都有一个对应的第二通信接口。数据传输设备的控制器可以通过每个生产设备对应的第二通信接口接收到此生产设备的工作状态数据。可见，使用具有N种第二通信接口的数据传输设备可以达到同时采集到多种生产设备的工作状态数据的效果，从而实现便捷地获取多种生产设备的工作状态数据。数据传输设备的控制器还可以将从不同生产设备接收到的工作状态数据的数据格式转换成与第一通信接口对应的数据格式，再通过第一通信接口将格式转换后的工作状态数据发送至管理服务器。管理服务器可以接收到格式统一的各个生产设备的工作状态数据，方便管理服务器对多种生产设备的统一管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的数据传输设备实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的数据传输设备实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的数据传输系统实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明实施例提供的数据传输设备实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的该数据传输设备可以包括：

与管理服务器连接的第一通信接口11，与至少一种生产设备分别连接的N种第二通信接口12以及分别与第一通信接口11和N种第二通信接口12连接的控制器13。

其中，控制器13，用于通过N种第二通信接口12接收生产设备的工作状态数据，并对工作状态数据进行格式转换，以将工作状态数据的数据格式转换为与第一通信接口11对应的数据格式；以及通过第一通信接口将格式转换后的工作状态数据发送至管理服务器。

可选地，控制器13可以使用各种应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微中控元件、微处理器或其他电子元件实现。

具体地，数据传输设备提供N种第二通信接口12，此N种第二通信接口12用于分别连接不同接口类型的生产设备。然后，数据传输设备中的控制器13可以通过每个生产设备配置的第二通信接口12接收到对应于此生产设备的工作状态数据。可选地，工作状态数据可以包括：在一段时间内，生产设备的运行时长、出现故障的次数以及生产设备的运行环境数据等等。

在通常情况下，从不同生产设备接收到的工作状态数据往往具有不同的数据格式。因此，控制器13还可以将接收到的工作状态数据进行格式转换，将其转换为与第一通信接口11对应的数据格式。可选地，与第一通信接口11对应的数据格式可以预先约定为管理服务器可以识别的数据格式。然后，控制器13再通过第一通信接口11将格式转换后的工作状态数据发送给管理服务器。此时，管理服务器接收到工作状态数据都是数据格式统一同时自身也可以识别的工作状态数据。管理服务器可以进一步地对接收到的工作状态数据进行分析、统计，从而实现对生产线中多种生产设备的统一管理。

由于生产线上生产设备的种类繁多，并且每个生产设备所产生的工作状态数据的数据量也较大。因此，为了提高管理服务器对工作状态数据的管理效率，可选地，控制器13在通过第二通信接口12接收工作状态数据时，还可以对此工作状态数据添加来源标识，此来源标识用于表明产生此工作状态数据的生产设备。管理服务器可以根据工作状态数据的来源标识对接收到的工作状态数据进行分类，并有针对性地对生产设备的工作状态数据进行分析处理。

为了适应生产线上不同种类的生产设备，可选地，N种第二通信接口12中可以包括以太网接口和至少一个串行通信接口。

以太网接口用于与带有以太网网口设备的生产设备相连接，可选地，以太网接口可以是由串行通信接口通过转换电路转换而来。

具体来说，当第二通信接口12中包括M个以太网接口时，在控制器13与至少一个串行通信接口中任意M个串行通信接口之间分别连接有M个相同的转换电路，通过此M个转换电路分别将至少一个串行通信接口中任意M个串行通信接口转换为以太网接口，其中，M≥1。

在实际应用中，可选地，上述描述中的至少一个串行通信接口可以是常见的USB接口、RS232通信接口或者RS485通信接口。USB接口用于连接具有USB接口的生产设备、RS232通信接口以及RS485通信接口用于连接电脑或者其他具有相应串行通信接口的生产设备。当RS232通信接口或者RS485通信接口连接电脑时，可以通过电脑对生产设备的配置参数进行调整或者对生产设备内的应用程序进行升级。

同样地，为了适应生产线上不同类型的生产设备，可选地，N种第二通信接口12中还可以包括至少一个输入输出接口。此输入输出接口用于与不具有对外通信能力的生产设备的输入输出接口相连接。控制器13便可以通过此输入输出接口接收到不具有对外通信能力的生产设备的工作状态数据。此时，工作状态数据可以为不具有对外通信能力的生产设备的开机时间、关机时间等等。

本实施例中，数据传输设备包括与管理服务器连接的第一通信接口11、与至少一种生产设备相连的N种第二通信接口12以及分别与第一通信接口11和第二通信接口12连接的控制器13。数据传输设备提供的N种第二通信接口12能够使得每个生产设备都有一个对应的第二通信接口12。数据传输设备的控制器可以通过每个生产设备对应的第二通信接口12接收到此生产设备的工作状态数据。可见，使用具有N种第二通信接口12的数据传输设备可以达到同时采集到多种生产设备的工作状态数据的效果，从而实现便捷地获取多种生产设备的工作状态数据。数据传输设备的控制器13还可以将从不同生产设备接收到的工作状态数据的数据格式转换成与第一通信接口11对应的数据格式，再通过第一通信接口11将格式转换后的工作状态数据发送至管理服务器。管理服务器可以接收到格式统一的各个生产设备的工作状态数据，方便管理服务器对多种生产设备的统一管理。

图2为本发明实施例提供的数据传输设备实施例二的结构示意图，如图2所示，在图1所示实施例基础上，可选地，本实施例提供的该数据传输设备还可以包括：与控制器13连接的第一存储器21。

数据传输设备中的控制器13，用于检测数据传输设备与管理服务器之间的网络连接是否正常。可选地，数据传输设备可以定时向管理服务器发送消息，当管理服务器接收到此消息后，会向数据传输设备发送返回消息。当数据传输设备没有定时接收到返回消息时，控制器13则确定当前数据传输设备与管理服务器之间存在网络异常。

当网络异常时，控制器13将通过N种第二通信接口12接收到的工作状态数据存储于第一存储器21中。

当网络恢复正常时，控制器13将第一存储器21中的工作状态数据上传至管理服务器中。在工作状态数据上传完毕后，控制器13则会将第一存储器21中存储的工作状态数据删除，以保证第一存储器21具有一定大小的可用存储空间，避免第一存储器21的存储空间被大量旧的工作状态数据占用。

由于数据传输设备接收到的工作状态数据可以是包含在数字信号中的。然而并不是所有生产设备都可以产生数字信号。可选地，该数据传输设备还可以包括：与控制器连接的模数转换电路22。

对于输出模拟信号的生产设备来说，在控制器13与第二通信接口12之间还会连接一个模数转换电路22。模数转换电路22可以通过第二通信接口12接收到生产设备产生的包含工作状态数据的模拟信号，并进一步将此模拟信号转换为数字信号，从而使控制器13得到各生产设备的工作状态数据。在实际应用中，可选地，包含工作状态数据的模拟信号可以由配置于生产设备内部的模数采集器采集到，其中，模拟信号中包含的工作状态数据可以是用于表示生产设备内部运行环境的运行环境数据，例如生产设备内部的温度、湿度、压力等等。此运行环境数据可以由配置于生产设备内部的传感器采集到。

承接上段描述，当工作状态数据为生产设备的运行环境数据时，可选地，该数据传输设备中的控制器13还用于判断运行环境数据是否超出阈值。若运行环境数据超出预设阈值，则向运行环境数据对应的生产设备发送报警提示信息。

具体来说，当运行环境数据超出预设阈值时，则表明当前此运行环境数据对应生产设备的内部运行环境并不理想。这种情况下，如果生产设备继续工作则有可能会对内部器件造成损害。此时，控制器13会向此生产设备发送报警提示信息。可选地，报警提示信息可以是报警器发出报警声或者警报灯闪烁。然后，生产线上的工作人员可以根据此报警提示信息对生产设备进行相应的控制操作。

由于数据传输设备各种功能的实现是依托于各种计算机数据和指令的，因此，可选地，该数据传输设备还可以包括：与控制器13连接的第二存储器23。

第二存储器23用于存储数据传输设备的配置信息、一条或多条用于进行工作状态数据传输的计算机指令以及传输工作状态数据过程中所产生的中间数据。

一种可选地方式，第二存储器23可以由子存储器1和子存储器2共同组成，其中，子存储器1可以是非易失性存储器，子存储器2可以是同步动态随机访问存储器。利用非易失性存储器的掉电数据不丢失的特性，可以将数据传输设备的配置信息、一条或多条用于进行工作状态数据传输的计算机指令储存于此非易失性存储器中。在工作状态数据进行传输的过程中，执行一条或多条计算机指令后会产生一些中间数据，这些中间数据并不是需要保存的最终结果，因此，可以将此中间数据存储于同步动态随机访问存储器中。

可选地，该数据传输设备还可以包括：与控制器13连接供电电源24。

供电电源具体包括24：电源转换电路241、与电源转换电路连接的至少一个电源隔离电路242以及与至少一个电源隔离电路连接的降压电路243。

具体地，供电电源24用于对数据传输设备中的各个器件供电。由于数据传输设备中各个器件所适用的电压通常与供电电源24的原始电压不同，因此，可以利用供电电源24中的电源转换电路241调整供电电源的电压，以适应数据传输设备中的各个器件。

进一步地，为了避免数据传输设备中各部分电路在同时工作时发生相互干扰，提高各部分电路工作的独立性，可选地，供电电源24中还可以包括至少一个与电源转换电路连接的电源隔离电路242。电源隔离电路的数目可以是多个。在实际应用中，电源隔离电路的数目一般是3个。通过电源隔离电路242可以使供电电源24分别对控制器13、第一通信接口11和N种第二通信接口12进行供电。

在经过电源转换电路241和电源隔离电路242后，供电电源的电压仍有可能不满足控制器13的要求。因此，可选地，在电源隔离电路242之后，还需要连接一个降压电路243，用于在电源转换电路241的基础上进一步降低供电电源的电压。在实际应用中，此降压电路243通常连接在用于对控制器供电的电源隔离电路242之后。

另外，可选地，为了保证数据传输的安全性，控制器13通过第二通信接口12接收到的工作状态数据往往是进行加密处理的。第二通信接口12需要对生产设备的工作状态数据进行解密处理，才能使控制器13接收到工作状态数据。因此，在利用本实施例中的数据传输设备传输生产设备的工作状态数据之前，还需要对数据传输数据进行相应设置。

具体地，在实际应用中，各个生产设备往往会对自身产生的工作状态数据进行加密处理，并且不同的生产设备往往采用的加密方式也是不同的。本实施例中数据传输设备提供的N种第二通信接口12都是支持多种解密方式的，其中，此解密方式与生产设备使用的加密方式相对应。当一条生产线搭建完成后，即可确定生产线中所使用的生产设备的类型、设备型号、数据传输参数等。因此，可以根据任一第二通信接口所连接的生产设备的类型和数据传输参数预先从此任一第二通信接口12支持的多种解密方式中选择出一种与此生产设备对应的解密方式。第二通信接口12将生产设备产生的工作状态数据进行解密后，也即是控制器13通过第二通信接口12接收到生产设备的工作状态数据。

可选地，每个第二通信接口12所使用的解密方式与所连接的生产设备以及此生产设备产生的工作状态数据所使用的加密方式之间的对应关系可以写入一个配置文件中。数据传输设备可以通过读取此配置文件为每个第二通信接口12选取相应的解密方式。

本实施例中，数据传输设备在包括第一通信接口、N种第二通信接口以及控制器的基础上，其中，N种第二通信接口12可以包括以太网接口、串行通信接口、输入输出接口等多种类型，可以分别与不同类型的生产设备连接。同时，此数据传输设备还包括模数转换电路，对于只能输出模拟信号的生产设备来说，通过模数转换电路可以将输出包含工作状态数据的模拟信号转换为数字信号，从而进一步扩大了此数据传输设备所能连接的生产设备的种类。数据传输设备还包括：第一存储器、第二存储器以及供电电源。使用多个存储器将不同的数据存入其中，更加完善数据传输设备的数据存储功能，也方便管理服务器对工作状态数据的统一管理。

图3为本发明实施例提供的数据传输系统实施例一的结构示意图，如图3所示，该数据传输系统包括：至少一种生产设备31、数据传输设备32和管理服务器33。

其中，本实施例中提及的数据传输设备可参考对图1-2所示实施例的相关说明。本实施例中提及的管理服务器与上述各实施例中提及的管理服务器相同。

该技术方案的执行过程和技术效果参见图1-2所示实施例中的描述，在此不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件相结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以产品的形式体现出来，该计算机产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种数据传输设备，其特征在于，包括：

与管理服务器连接的第一通信接口；

与至少一种生产设备分别连接的N种第二通信接口，其中，N＞1；

分别与所述第一通信接口和所述N种第二通信接口连接的控制器，用于通过所述N种第二通信接口接收生产设备的工作状态数据；对所述工作状态数据进行格式转换，以转换为与所述第一通信接口对应的数据格式；通过所述第一通信接口将格式转换后的工作状态数据发送至所述管理服务器。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述N种第二通信接口中包括以太网接口和至少一个串行通信接口，所述设备还包括：

连接在所述控制器与所述至少一个串行通信接口中任一串行通信接口之间的转换电路，用于将所述任一串行通信接口转换为所述以太网接口。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：与所述控制器连接的模数转换电路；

所述模数转换电路，用于将所述控制器通过第二通信接口接收到的包含工作状态数据的模拟信号转换为包含工作状态数据的数字信号。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述N种第二通信接口中包括至少一个输入输出接口；

所述控制器，用于通过所述输入输出接口接收不具有通信接口的生产设备的工作状态数据。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括；与所述控制器连接的第一存储器；

所述控制器，还用于在所述数据传输设备与所述管理服务器之间存在网络异常时，将所述工作状态数据存储于所述第一存储器中；在所述数据传输设备与所述管理服务器之间的网络恢复正常时，将所述第一存储器中的所述工作状态数据上传至所述管理服务器中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括；

与所述控制器连接的第二存储器，用于存储所述数据传输设备的配置信息、一条或多条用于进行所述工作状态数据传输的计算机指令以及传输所述工作状态数据过程中所产生的中间数据。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：与所述控制器连接的供电电源；

所述供电电源包括：电源转换电路、与所述电源转换电路连接的至少一个电源隔离电路以及与所述至少一个电源隔离电路连接的降压电路。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述工作状态数据为生产设备的运行环境数据，所述控制器还用于：

若所述运行环境数据超出预设阈值时，则向所述运行环境数据对应的生产设备发送报警提示信息。

9.一种数据传输系统，其特征在于，包括：通过网络连接的至少一种生产设备、如权利要求1至8中任一项所述的数据传输设备以及管理服务器。