CN108810103A - 基于云的工业物联网平台 - Google Patents

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郑存义
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/18—Multiprotocol handlers, e.g. single devices capable of handling multiple protocols

Abstract

本发明公开了一种基于云的工业物联网平台，包括：数据采集和控制终端：用于前端工业数据的采集和控制；数据传输模块：用于将数据采集和控制终端上报的数据上传到服务器中进行保存和分发；数据传输模块能采用多种通信介质和多种通信协议进行数据的上传；数据存储模块：用于通过多种接口与工厂的IT管理系统进行无缝衔接；数据应用模块：用于与工厂的IT管理系统进行API接口的耦合，能通过多种方式进行数据的呈现和交互；数据采集和控制终端、数据传输模块、数据存储模块和数据应用模块相互连接。本发明能解决在现有的工业物联网模式所存在的数据采集方式单一、传输协议单一、传输方式不够灵活、无法满足多种工业应用场景等问题。

Description

基于云的工业物联网平台
技术领域
本发明涉及工业物联网领域，特别涉及一种基于云的工业物联网平台。
背景技术
近几年，物联网技术已经应用于各行业的生产流程以及制造业的产业结构调整中，促进各个工业企业在节能减排、提高生产效率、生产效益提升等方面的改善。在应用上，通过对物联网采集的数据进行分析，可以帮助企业分析各类设备或产品的状态，实现对异常状态的预警或报警，从而实现预测性维护，避免非计划停机；还有助于帮助企业改进产品性能、帮助企业降低能耗、保障安全等。
物联网使制造企业的竞争领域不仅限于产品功能及服务，而且扩展到通过使用这些产品或服务所创造的信息和数据。在清晰的战略指引下，数据分析可以帮助企业将物联网产生的信息转化为有意义的洞见，帮助决策者更清楚地了解他们的客户、产品和市场，继而协助企业开发新产品、服务和商业模式。
在物联网的快速发展过程中，也面临着一些行业难题：比如业务逻辑学科跨度大，终端数据采集方式单一，无法满足多种工业应用场景需求；数据传输过程中丢失率高，或者延迟太长，无法灵活满足多种传输协议，无法有效保证关键数据的完整性，在数据存储部分，与工厂原有的IT系统融合困难，在数据呈现部分，耦合度高，维护扩展难度大等难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能解决在现有的工业物联网模式所存在的数据采集方式单一、传输协议单一、传输方式不够灵活、无法满足多种工业应用场景等问题的基于云的工业物联网平台。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于云的工业物联网平台，包括：
数据采集和控制终端：用于前端工业数据的采集和控制；
数据传输模块：用于将所述数据采集和控制终端上报的数据上传到服务器中进行保存和分发；所述数据传输模块能采用多种通信介质和多种通信协议进行数据的上传；
数据存储模块：用于通过多种接口与工厂的IT管理系统进行无缝衔接；
数据应用模块：用于与所述工厂的IT管理系统进行API接口的耦合，能通过多种方式进行数据的呈现和交互；
所述数据采集和控制终端、数据传输模块、数据存储模块和数据应用模块相互连接。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据采集和控制终端通过Modbus RTU、Modbus TCP、西门子PPI、三菱FX协议或DL/T645协议采集各种设备信息，并将其提交到所述数据传输模块进行数据的传送和控制。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据传输模块采用基于NB-IOT的通信模块进行数据传输，或者采用WIFI模块和GPRS模块进行数据传输，所述数据传输模块提供TCP/IP协议、MQTT协议和COAP协议的支持。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据传输模块设置不同的传输信号质量级别。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据应用模块通过web管理后台、android系统APP或ios系统APP的方式进行数据的呈现和交互。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据应用模块采用http+Json编码的接口API获取所有的数据，所述数据应用模块所有的控制指令通过websocket+Json编码的方式进行交互。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据存储模块通过MS-SQLSERVER接口、MYSQL接口或REDIS缓存接口与所述工厂的IT管理系统进行无缝衔接。
在本发明所述的基于云的工业物联网平台中，所述数据采集和控制终端开放一个端口进行websocket监听。
实施本发明的基于云的工业物联网平台，具有以下有益效果：由于设有数据采集和控制终端、数据传输模块、数据存储模块和数据应用模块；数据传输模块能采用多种通信介质和多种通信协议进行数据的上传；数据存储模块用于通过多种接口与工厂的IT管理系统进行无缝衔接；数据应用模块用于与工厂的IT管理系统进行API接口的耦合，能通过多种方式进行数据的呈现和交互；因此本发明能解决在现有的工业物联网模式所存在的数据采集方式单一、传输协议单一、传输方式不够灵活、无法满足多种工业应用场景等问题。
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为本发明基于云的工业物联网平台一个实施例中的结构示意图；
图2为所述实施例中基于云的工业物联网平台在数据采集和控制终端的示意图；
图3为所述实施例中基于云的工业物联网平台在数据传输层的示意图；
图4为所述实施例中基于云的工业物联网平台在数据存储层的示意图；
图5为所述实施例中基于云的工业物联网平台在数据应用层的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
在本发明基于云的工业物联网平台实施例中，该基于云的工业物联网平台的结构示意图如图1所示。图1中，该基于云的工业物联网平台包括数据采集和控制终端1、数据传输模块2、数据存储模块3和数据应用模块4，数据采集和控制终端1、数据传输模块2、数据存储模块3和数据应用模块4相互连接。其中，数据采集和控制终端1用于前端工业数据的采集和控制；数据传输模块2用于将数据采集和控制终端1上报的数据上传到服务器中进行保存和分发；数据传输模块2能采用多种通信介质和多种通信协议进行数据的上传；数据存储模块3用于通过多种接口与工厂的IT管理系统进行无缝衔接；数据应用模块4用于与工厂的IT管理系统进行API接口的耦合，能通过多种方式进行数据的呈现和交互。本发明能解决在现有的工业物联网模式所存在的数据采集方式单一、传输协议单一、传输方式不够灵活、无法满足多种工业应用场景等问题。
本实施例中，数据采集和控制终端1兼容工业行业常用的通信协议：Modbus RTU、Modbus TCP、西门子PPI、三菱FX协议或DL/T645协议，数据采集和控制终端1通过ModbusRTU、Modbus TCP、西门子PPI、三菱FX协议或DL/T645协议等工业化的通信方式，可以采集各种设备信息，并将其提交到数据传输模块2进行数据的传送和控制。图2为本实施例中该基于云的工业物联网平台在数据采集和控制终端的示意图。
本实施例中，针对小型化的设备，数据传输模块2采用基于NB-IOT的通信模块进行数据传输，针对大数据量，高实时性的设备，数据传输模块2采用WIFI模块和GPRS模块进行数据传输。数据传输模块2提供TCP/IP协议、MQTT协议和COAP协议的支持。同时，本发明为了保证数据的传输可控性，数据传输模块2设置了不同的传输信号质量级别(QOS)：Qos级别为0的时候，表示信号不重要，最多传输一次；Qos级别为1的时候，表示至少传输一次，服务器会收到至少一次的数据；Qos级别为2的时候，表示有且只有一次数据传输。图3为本实施例中该基于云的工业物联网平台在数据传输层的示意图。
本实施例中，为了与工厂原有的IT管理系统进行对接，本发明提供MS-SQLSERVER接口、MYSQL接口和REDIS缓存接口，数据存储模块3通过MS-SQLSERVER接口、MYSQL接口或REDIS缓存接口与工厂的IT管理系统进行无缝衔接。图4为所述实施例中基于云的工业物联网平台在数据存储层的示意图。
本实施例中，数据应用模块4与工厂的IT管理系统进行API接口的耦合，可以通过多种方式进行数据的呈现和交互，比如：数据应用模块4通过web管理后台、android系统APP或ios系统APP的方式进行数据的呈现和交互。为了保证该基于云的工业物联网平台的精确性，数据应用模块4采用http+Json编码的接口API获取所有的数据，数据应用模块4所有的控制指令通过websocket+Json编码的方式进行交互，同时所有的数据采集和控制终端1开放一个端口进行websocket监听，可以保证该基于云的工业物联网平台的及时响应。图5为本实施例中基于云的工业物联网平台在数据应用层的示意图。
总之，本实施例中，该基于云的工业物联网平台通过各式各样的底层接口，可以做到针对工业行业的普适和兼容，通过GPRS、NO-IOT和WIFI通信的多种接入方式，以及TCP/IP、MQTT和COAP协议的支持，可以做到针对不同的工业应用场景，灵活兼容，选择最适合的传输方式，在数据存储部分，本发明兼容MS-SQLSERVER、MYSQL和REDIS存储，方便与工厂原有的IT管理系统无缝衔接，在数据应用部分，通过接口API的方式，做到低耦合度，灵活扩展。通过websocket监听的方式，可以提高UI的响应速度，使状态响应时间变得最短。本发明能解决在现有的工业物联网模式所存在的数据采集方式单一、传输协议单一、传输方式不够灵活、无法满足多种工业应用场景等一系列难题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于云的工业物联网平台，其特征在于，包括：
数据采集和控制终端：用于前端工业数据的采集和控制；
数据传输模块：用于将所述数据采集和控制终端上报的数据上传到服务器中进行保存和分发；所述数据传输模块能采用多种通信介质和多种通信协议进行数据的上传；
数据存储模块：用于通过多种接口与工厂的IT管理系统进行无缝衔接；
数据应用模块：用于与所述工厂的IT管理系统进行API接口的耦合，能通过多种方式进行数据的呈现和交互；
所述数据采集和控制终端、数据传输模块、数据存储模块和数据应用模块相互连接。
2.根据权利要求1所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据采集和控制终端通过Modbus RTU、Modbus TCP、西门子PPI、三菱FX协议或DL/T645协议采集各种设备信息，并将其提交到所述数据传输模块进行数据的传送和控制。
3.根据权利要求2所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据传输模块采用基于NB-IOT的通信模块进行数据传输，或者采用WIFI模块和GPRS模块进行数据传输，所述数据传输模块提供TCP/IP协议、MQTT协议和COAP协议的支持。
4.根据权利要求3所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据传输模块设置不同的传输信号质量级别。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据应用模块通过web管理后台、android系统APP或ios系统APP的方式进行数据的呈现和交互。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据应用模块采用http+Json编码的接口API获取所有的数据，所述数据应用模块所有的控制指令通过websocket+Json编码的方式进行交互。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据存储模块通过MS-SQLSERVER接口、MYSQL接口或REDIS缓存接口与所述工厂的IT管理系统进行无缝衔接。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的基于云的工业物联网平台，其特征在于，所述数据采集和控制终端开放一个端口进行websocket监听。
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