CN108809971A - 一种开放式工业物联网 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开放式工业物联网，包括客户端、人机交互部、服务端、数据采集端和设备；客户端通过访问数据库得到相关状态，客户端发送读参数命令或自动检测命令到设备；设备返回命令执行结果到客户端；客户端依次通过人机交互部、服务端、数据采集端连接设备，其中服务端包括服务器、数据分析和数据库。本发明的有益效果：本发明基于解释型语言(QML)描述界面部件及各部件之间的联系，使用JavaScript脚本定义用户交互逻辑；跨平台运行通过发布安装相关平台编译型解释器来解释QML脚本及JavaScript实现界面显示与用户交互逻辑；解释程序与画面描述独立编辑、发布；解释器内部实现与云端通讯全部通讯，将需要数据缓存在本地，用于QML&JavaScript直接访问。

Description

一种开放式工业物联网
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种开放式工业物联网。
背景技术
负载均衡SLB：对多台云服务器进行流量分发的负载均衡服务，可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力，通过消除单点故障提升应用系统的可用性。
云服务器ECS：云服务器ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务，降低IT成本，提升运维效率
关系型数据库RDS：关系型数据库(Relational Database Service，简称RDS)是一种稳定可靠、可弹性伸缩的在线数据库服务。基于阿里云分布式文件系统和SSD盘高性能存储，RDS支持MySQL、SQL Server、PostgreSQL和PPAS(Postgre Plus Advanced Server，一种高度兼容Oracle的数据库)引擎，并且提供了容灾、备份、恢复、监控、迁移等方面的全套解决方案，彻底解决数据库运维的烦恼。
专有网络VPC：基于阿里云构建出一个隔离的网络环境，并可以自定义IP地址范围、网段、路由表和网关等；此外，也可以通过专线/VPN/GRE等连接方式实现云上VPC与传统IDC的互联，构建混合云业务
MaxCompute(原ODPS)：是一项大数据计算服务，它能提供快速、完全托管的PB级数据仓库解决方案，可以经济并高效的分析处理海量数据
RAM访问控制(Resource Access Management)：是一个稳定可靠的集中式访问控制服务。可以通过访问控制将阿里云资源的访问及管理权限分配给企业成员或合作伙伴。
现有技术的缺点：
(1)因支持高频采样，数据量比较大，为保证响应快速性，单台服务器连接设备的数量因此受到限制；
(2)开放式人机，相对于普通的组态软件功能更强大，使用起来有一定的门槛，对于没有高级语言编程背景的工程师而言上手困难些。
本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提供一种开放式工业物联网。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种开放式工业物联网，包括客户端、人机交互部、服务端、数据采集端和设备；客户端通过访问数据库得到相关状态，客户端发送读参数命令或自动检测命令到设备；设备返回命令执行结果到客户端；客户端依次通过人机交互部、服务端、数据采集端连接设备，其中服务端包括服务器、数据分析和数据库。
进一步的，数据采集端包括嵌入式采集卡和PC。
进一步的，设备包括运动控制器、PLC和传感器。
进一步的，人机交互部包括定制版WEB界面、客户自定义界面、手机APP和工厂看板。
进一步的，其中定制版WEB界面根据客户需求，我们专门针对此客户开发全套基于WEB的人机交互界面；客户自定义界面，客户根据自己的需求，使用我们提供的开放式HMI软件，自行设计所需要的交互界面，其设计的界面可运行在PC端与移动端。
进一步的，还包括组态软件结构，其中组态软件结构包括图形界面、脚本解析引擎、通讯模块和数据处理系统，所述图形界面、脚本解析引擎和通讯模块均连接数据处理系统。
进一步的，所述数据处理系统包括缓存型高效实时数据库、数据统计与分析处理、数据连接与外部程序接口、计算与预定义控制、消息检查与分发处理和冗余与存储空间控制，所述数据统计与分析处理、数据连接与外部程序接口、计算与预定义控制、消息检查与分发处理和冗余与存储空间控制均连接缓存型高效实时数据库。
进一步的，所述图形界面包括显示控件、消息通知和外部程序接口。
本发明的有益效果：本发明基于解释型语言(QML)描述界面部件及各部件之间的联系，使用JavaScript脚本定义用户交互逻辑；跨平台运行通过发布安装相关平台编译型解释器来解释QML脚本及JavaScript实现界面显示与用户交互逻辑；解释程序与画面描述独立编辑、发布；解释器内部实现与云端通讯全部通讯，将需要数据缓存在本地，用于QML&JavaScript直接访问。
贴合工业生产环境，满足工业环境下，用户需求各不相同，难以有一个解决所有问题的方案，而现在的消费级互联网产品基本上是一种界面对所有用户；支持用户自己以简单的方式定义界面与逻辑，学习成本较低；组态软件已经集成常用的控件，用户需要做的是把需要使用的控件拖到画面中相应的位置；通过修改控件属性，达到关联显示与数据的目的，使用number控件显示设备的通道数量，type属性中填入关联的设备状态“通道”即可完成；用户不需要具备编程基础与代码调试能力，只需熟悉各个控件的属性含义即可完成界面设计与修改。
附图说明
图1为本发明的模块图；
图2为本发明的组态软件结构模块图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
如图1并结合图2所示，一种开放式工业物联网，包括客户端、人机交互部、服务端、数据采集端和设备；客户端通过访问数据库得到相关状态，客户端发送读参数命令或自动检测命令到设备；设备返回命令执行结果到客户端；客户端依次通过人机交互部、服务端、数据采集端连接设备，其中服务端包括服务器、数据分析和数据库。
其中，数据采集端包括嵌入式采集卡和PC，设备包括运动控制器、PLC和传感器，人机交互部包括定制版WEB界面、客户自定义界面、手机APP和工厂看板，其中定制版WEB界面根据客户需求，我们专门针对此客户开发全套基于WEB的人机交互界面；客户自定义界面，客户根据自己的需求，使用我们提供的开放式HMI软件，自行设计所需要的交互界面，其设计的界面可运行在PC端与移动端；人机支持符合ECMAScript标准脚本，可实现复杂逻辑运算，人机组件除软件自带的以外，还支持有技术实力的客户自行开发符合更符合自身需求的组件。
其中，还包括组态软件结构，其中组态软件结构包括图形界面、脚本解析引擎、通讯模块和数据处理系统，所述图形界面、脚本解析引擎和通讯模块均连接数据处理系统，所述数据处理系统包括缓存型高效实时数据库、数据统计与分析处理、数据连接与外部程序接口、计算与预定义控制、消息检查与分发处理和冗余与存储空间控制，所述数据统计与分析处理、数据连接与外部程序接口、计算与预定义控制、消息检查与分发处理和冗余与存储空间控制均连接缓存型高效实时数据库，所述图形界面包括显示控件、消息通知和外部程序接口。
本发明基于解释型语言(QML)描述界面部件及各部件之间的联系，使用JavaScript脚本定义用户交互逻辑；跨平台运行通过发布安装相关平台编译型解释器来解释QML脚本及JavaScript实现界面显示与用户交互逻辑；解释程序与画面描述独立编辑、发布；解释器内部实现与云端通讯全部通讯，将需要数据缓存在本地，用于QML&JavaScript直接访问。
设备定期上传需要分析的数据；
②云端数据库根据存储策略来存储一段时间内的所有数据，主要区别在于，时间越长，间隔越大，
时间越短，间隔越小，比如存储范围为3年时，每个采样点时间间隔为6个小时，存储范围为1个小时，采样点时间间隔为0.5s.
③客户端选择相关分析方案，调用云端分析模块对数据库中的数据进行分析并产生分析报告供用户决策
服务端主要用于提供基于HTTP协议和TCP协议的API接口，用户可在此接口基础上实现二次开发。
服务端提供的接口可分为以下几类：身份认证类API，比如登录注册；管理设备类API，比如添加/删除设备；访问设备类API，比如读取设备状态；控制设备类API，比如升级设备软件；WEB服务端使用技术框架：Nginx+Django+python数据库使用mysql，缓存使用Redis，TCP服务使用C++实现。
数据采集端嵌入式ARM平台，使用C++实现OPC UA/modbus/CAN协议；通过网络及串口与目标设备连接，采集需要的数据回传到服务端并存入数据库；
采集器与服务端使用TCP长链接通信，保证数据的高频率采样下的响应性能；采集器亦接受服务端发来的命令，经过格式转换后，转发至目标设备，并将目标设备的执行结果回传。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种开放式工业物联网，其特征在于：包括客户端、人机交互部、服务端、数据采集端和设备；客户端通过访问数据库得到相关状态，客户端发送读参数命令或自动检测命令到设备；设备返回命令执行结果到客户端；客户端依次通过人机交互部、服务端、数据采集端连接设备，其中服务端包括服务器、数据分析和数据库。
2.如权利要求1所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：数据采集端包括嵌入式采集卡和PC。
3.如权利要求1所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：设备包括运动控制器、PLC和传感器。
4.如权利要求1所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：人机交互部包括定制版WEB界面、客户自定义界面、手机APP和工厂看板。
5.如权利要求1所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：其中定制版WEB界面根据客户需求，我们专门针对此客户开发全套基于WEB的人机交互界面；客户自定义界面，客户根据自己的需求，使用我们提供的开放式HMI软件，自行设计所需要的交互界面，其设计的界面可运行在PC端与移动端。
6.如权利要求1所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：还包括组态软件结构，其中组态软件结构包括图形界面、脚本解析引擎、通讯模块和数据处理系统，所述图形界面、脚本解析引擎和通讯模块均连接数据处理系统。
7.如权利要求6所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：所述数据处理系统包括缓存型高效实时数据库、数据统计与分析处理、数据连接与外部程序接口、计算与预定义控制、消息检查与分发处理和冗余与存储空间控制，所述数据统计与分析处理、数据连接与外部程序接口、计算与预定义控制、消息检查与分发处理和冗余与存储空间控制均连接缓存型高效实时数据库。
8.如权利要求6所述的一种开放式工业物联网，其特征在于：所述图形界面包括显示控件、消息通知和外部程序接口。
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