CN109116815A - 一种基于mqtt注塑机管理系统、方法及存储介质 - Google Patents

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黄土荣
丰毅敏
杨金波
林鑫
黎桂华
李崇德
杜呈表
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Abstract

本发明公开了一种基于MQTT注塑机管理系统，包括注塑机、注塑机采集器和注塑机控制器，其中注塑机至少有一个，每个注塑机均与一个注塑机采集器连接；每个注塑机采集器均通过网络与注塑机控制器连接；每个注塑机采集器通过采集对应注塑机的数据并通过网络将其发送给注塑机控制器；所述注塑机控制器还根据注塑机的不同通过注塑机采集器向对应的注塑机下发控制指令，进而控制对应注塑机的工作状态。本发明能够解决现如今随着租赁业务的增加而导致对于注塑机不能够有效管理的问题。本发明还公开了一种基于MQTT注塑机管理方法及存储介质。

Description

一种基于MQTT注塑机管理系统、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及注塑机管理系统，尤其涉及一种基于MQTT注塑机管理系统、方法及存储介质。
背景技术
随着物联网技术的发展，MQTT协议凭借轻量级、可扩展、高可靠等性能，逐渐在机器之间的大规模通信上崭露头角。MQTT是基于二进制消息的发布/订阅编程模式的消息协议，最早由IBM提出的，如今已经成为OASIS规范。由于规范很简单，非常适合需要低功耗和网络带宽有限的LOT场景。然而目前MQTT的主流应用领域主要是在小数据量低频次传输的民用领域，比如共享单车等。但是MQTT在大数据量高频词高稳定性要求的工业领域内的应用则很少。
另外，在注塑机的市场销售中，租售业务其所占份额比较大。然后随着租赁业务的不断扩大，企业对于租赁在外的机器更加需要提供一种远程监控并可在线管理的工具，对机器实现有效的管理，确保租赁业务中的注塑机的政策有序进行；然而实现对机器的管理时，一般是通过广域网的数据传输方式，其需要数据传输具备有效并且高可靠性。而关于工业数据的采集方式，现有的主流方式为OPC，OPC是一个历史悠久的工业标准，它在局域网环境中工作良好、并久经考验。但是随着应用环境的日益复杂化，广域网上的数据采集场景越来越多，比如注塑机的租赁，注塑机的按揭付款等场景，OPC的局限性也彰显出来了。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于MQTT注塑机管理系统，其能解决现有技术中随着注塑机租赁业务的增长而不能够对注塑机进行有效、可靠性管理的问题。
本发明的目的之二在于提供一种基于MQTT注塑机管理方法，其能解决现有技术中随着注塑机租赁业务的增长而不能够对注塑机进行有效、可靠性管理的问题。
本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决现有技术中随着注塑机租赁业务的增长而不能够对注塑机进行有效、可靠性管理的问题。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种基于MQTT注塑机管理系统，包括注塑机、注塑机采集器和注塑机控制器，其中注塑机至少有一个，每个注塑机均与一个注塑机采集器连接；每个注塑机采集器均通过网络与注塑机控制器连接；
每个注塑机采集器通过采集对应注塑机的数据并通过网络将其发送给注塑机控制器；所述注塑机控制器还根据注塑机的不同通过注塑机采集器向对应的注塑机下发控制指令，进而控制对应注塑机的工作状态。
进一步地，还包括监控中心，所述注塑机控制器与监控中心连接，所述注塑机控制器还通过将采集的每个注塑机的数据发送给监控中心。
进一步地，还包括存储器，所述注塑机控制器与存储器连接，所述注塑机控制器将采集的每个注塑机的数据存储到存储器中。
进一步地，所述注塑机采集器与注塑机控制器连接时，注塑机采集器向注塑机控制器发送注册信息；所述注册信息包括注塑机采集器的名称、型号、序列号、注塑机采集器与注塑机控制器的连接方式和注塑机采集器的位置信息。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种基于MQTT注塑机管理方法，包括以下步骤：
注册步骤：获取注塑机采集器发送的注册信息并将注塑机采集器与对应的注塑机关联，并生成关联信息；
数据处理步骤：获取对应注塑机采集器发送注塑机的数据信息并根据对应注塑机的数据信息分析、处理以及存储；
下发指令步骤：根据注塑机的不同通过对应的注塑机采集器向注塑机下发控制指令，进而控制注塑机的工作状态。
进一步地，所述数据处理步骤还包括判断步骤：根据对应注塑机的数据信息获取对应注塑机的序列号，当该序列号与注塑机控制器中存储的关联信息不同时，则说明该注塑机采集器所接收的注塑机的信息错误，则丢弃该数据信息。
进一步地，更新步骤：接收注塑机采集器发送的固件更新指令，并根据固定更新指令判断该注塑机采集器的固件版本与注塑机控制器的固件版本是否匹配，若不匹配则向操作人员发出固件更新提醒。
进一步地，还包括上传步骤：所述注塑机控制器还将接收的每个注塑机采集器发送的注塑机的数据信息上传至监控中心。
进一步地，还包括配置步骤：获取操作人员输入的注塑机的数据采集变量配置信息并生成对应的数据采集变量模板。
本发明的目的之三采用以下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明目的之三采用的基于MQTT注塑机管理方法的步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过为每个注塑机配置一个单独的注塑机采集器，并且利用MQTT协议的消息订阅和发布的机制，实现了注塑机控制器对于远程的多个注塑机的有效、可靠的管理。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于MQTT注塑机管理系统模块图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明将互联网行业的MQTT协议应用到工业领域中，实现了对于远程多个注塑机的有效管理，从而实现了SPC数据采集、工艺数据采集、机台状态信息采集、动作曲线数据采集、报警信息采集、远程调参、主动注册、即插即用等丰富的功能。本发明为注塑机之间的消息传输设计了专门的通道，能让机器在生产过程中进行自动通讯自行相互协调，根据注塑机本身当前实际的生产情况，将生产订单自动协议分配给每一台注塑机，实现群体智慧效应。
利用MQTT消息订阅和发布的机制，实现服务器主动往注塑机发送控制命令的功能，为远程锁机、远程操控提供通道。这是针对注塑机的实际应用场景而设计的特殊功能，充分利用了MQTT协议的特性。而如果采用其他互联网协议实现这个功能将需要非常巨大的工作量。
注塑机发布的消息可以分别由服务器和用户终端各自定制，服务器订阅注塑机的消息用于将数据清洗、整理、转化并且入库，而用户终端订阅注塑机的消息能够对各台注塑机进行实时监控。服务器与用户终端均可以通过注塑机控制器向对应的注塑机发送对应的控制指令，实现对注塑机的控制、监控等操作。本发明能够远程对单台注塑机的生产观察，同时也能够对一组注塑机进行整体实时统计。
本发明提供了一种基于MQTT的注塑机管理系统，如图1所示，包括注塑机、注塑机采集器、注塑机控制器以及监控中心，其中注塑机至少有一个，注塑机的数量与注塑机采集器一一对应。每个注塑机采集器均采集对应注塑机的数据并将数据上传注塑机控制器，使得注塑机控制器对每个注塑机进行管理；另外，注塑机控制器还能够将所有注塑机的数据上传至监控中心。
另外，注塑机控制器还能够生成控制指令，并通过注塑机采集器下发到对应的注塑机，进而控制注塑机的工作状态。
每个注塑机与注塑机采集器均具备唯一编号，可通过注塑机控制器将注塑机与注塑机采集器关联绑定，这样，就使得注塑机与注塑机采集器一一对应，在发送时根据编号以及绑定关系来判断下发的控制指令发送给哪个注塑机。
另外，注塑机采集器可通过有线或无线的方式与对应的注塑机连接，来获取注塑机的数据。
每个注塑机采集器与注塑机控制器进行网络连接，比如通过WIFI、4G、局域网等进行连接。而注塑机控制器也通过网络与监控中心连接。
注塑机控制器接收每个注塑机采集器发送的对应的注塑机的数据并将其上传至监控中心，进而每个注塑机进行监控。另外，本系统还包括存储器，注塑机控制器与存储器电连接，这样注塑机控制器可以先将接收到的注塑机采集器发送的数据存储到存储器，然后经过一段时间后在将本地存储的所有数据上传至监控中心。这样可以保证当注塑机控制器与监控中心处于连接断开时不会使得数据丢失的情况出现。
本发明中的注塑机采集器均具备自己的出厂编号，每个注塑机采集首次连接注塑机控制器时，均需要自动注册，注册过程中会向注塑机控制器上报自身的信息。另外，本发明中采用的注塑机采集器为博创研发的注塑机采集器，这样可使得注塑机通过各种可能的通道，比如OPC、OPC UA、HMIService、Modbus。同时利用MQTT协议与外界进行通信，提供注塑机与外界的媒介作用。
该信息包括：
1)注塑机采集器本身的名称、型号、序列号等；
2)注塑机采集器与注塑机控制器的连接方式，比如WIFI、4G、局域网等；
3)若注塑机采集器与注塑机控制器为4G连接时，同时需要上报SIM卡编号；
4)同时利用基站上报注塑机采集器的位置信息，比如WIFI或局域网连接时上报公网IP信息、4G连接时上报最近的三个基站信息。
另外，该注塑机采集器是即插即用的，其与注塑机控制器连接后，还需要实现以下流程才能实现即插即用：
1、注塑机采集器上电并注册，上报自身的基本信息；
2、注塑机控制器上有个上线但未分配的注塑机采集器列表，一旦有一个注塑机采集器注册成功后，就将其分配到相应的备选池中，这样操作人员可以在平台备选池中寻找对应的注塑机采集器，并将其与对应的注塑机关联绑定。比如将注塑机采集器1与注塑机1进行关联绑定。
其关联操作可采用如下几种方案来实现：
A、操作人员通过手持扫描设备扫描注塑机采集器与注塑机的设备码进行关联。
B、通过注塑机控制器提供设备编码输入界面来获取设备编码，，将注塑机采集器与注塑机关联。
C、若技术部能够标准化后，在ERP系统中本身就有相应注塑机和机器关联，这样数据就可以直接从ERO中导入即可。
D、在现场安装一台工业电脑安装有PC软件，并用于注塑机采集器与注塑机的关联录入。另外，注塑机采集器与注塑机控制器连接后，会自动向注塑机控制器发送更新指令，并坚持自身的固件版本与注塑机控制器上的固件版本是否匹配，若不匹配，则注塑机控制器会给出相应地提醒，提醒操作人员进行对应的注塑机采集器的固件版本更新。
另外，注塑机采集器与注塑机控制器之间通过网络连接，以TCP/IP进行网络连接的，也即是通过扫描IP地址，来确定注塑机采集器与注塑机控制器之间的连接状态，比如通过PING的方式。另外，还可通过注塑机控制器来设置每个注塑机采集器的接口IP地址以及对应注塑机的IP地址。
另外，注塑机控制器还可以设置注塑机的IP地址或域名，在注塑机采集器与注塑机连接时，优先以IP地址为准。
注塑机控制器可以配置每个注塑机需要采集的数据变量，并提供相应的数据采集的变量模板，并接收操作人员对于变量模板的修正。
当注塑机采集器与对应的注塑机关联后，注塑机控制器根据每个注塑机的类别不同将采集的数据变量列表下发到相对应的注塑机采集器，进而使得注塑机采集器根据该数据变量列表采集注塑机的数据。
注塑机控制器通过注塑机采集器接收到对应注塑机的数据后，还需要对接收到的数据进行校验，以保证接收的数据正常。比如根据数据读取注塑机的序列号，并将其与注塑机控制器中原有配置的注塑机的序列号是否相同，进而判断注塑机与注塑机采集器的连接是否正常、数据的采集是否正常。由于注塑机与注塑机采集器的关联是通过注塑机控制器来设定的，因此注塑机控制器中存储有每个注塑机与对应的注塑机采集器之间的关联信息，
本发明还提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如文中所述的基于MQTT注塑机管理方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如文所述的基于MQTT注塑机管理方法的步骤。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于MQTT注塑机管理系统，其特征在于：包括注塑机、注塑机采集器和注塑机控制器，其中注塑机至少有一个，每个注塑机均与一个注塑机采集器连接；每个注塑机采集器均通过网络与注塑机控制器连接；
每个注塑机采集器通过采集对应注塑机的数据并通过网络将其发送给注塑机控制器；所述注塑机控制器还根据注塑机的不同通过注塑机采集器向对应的注塑机下发控制指令，进而控制对应注塑机的工作状态。
2.如权利要求1所述的管理系统，其特征在于：还包括监控中心，所述注塑机控制器与监控中心连接，所述注塑机控制器还通过将采集的每个注塑机的数据发送给监控中心。
3.如权利要求1所述的管理系统，其特征在于：还包括存储器，所述注塑机控制器与存储器连接，所述注塑机控制器将采集的每个注塑机的数据存储到存储器中。
4.如权利要求1所述的管理系统，其特征在于：所述注塑机采集器与注塑机控制器连接时，注塑机采集器向注塑机控制器发送注册信息；所述注册信息包括注塑机采集器的名称、型号、序列号、注塑机采集器与注塑机控制器的连接方式和注塑机采集器的位置信息。
5.一种基于MQTT注塑机管理方法，其特征在于：包括以下步骤：
注册步骤：获取注塑机采集器发送的注册信息并将注塑机采集器与对应的注塑机关联，并生成关联信息；
数据处理步骤：获取对应注塑机采集器发送注塑机的数据信息并根据对应注塑机的数据信息分析、处理以及存储；
下发指令步骤：根据注塑机的不同通过对应的注塑机采集器向注塑机下发控制指令，进而控制注塑机的工作状态。
6.如权利要求5所述的管理方法，其特征在于：所述数据处理步骤还包括判断步骤：根据对应注塑机的数据信息获取对应注塑机的序列号，当该序列号与注塑机控制器中存储的关联信息不同时，则说明该注塑机采集器所接收的注塑机的信息错误，则丢弃该数据信息。
7.如权利要求5所述的管理方法，其特征在于：更新步骤：接收注塑机采集器发送的固件更新指令，并根据固定更新指令判断该注塑机采集器的固件版本与注塑机控制器的固件版本是否匹配，若不匹配则向操作人员发出固件更新提醒。
8.如权利要求5所述的管理方法，其特征在于：还包括上传步骤：所述注塑机控制器还将接收的每个注塑机采集器发送的注塑机的数据信息上传至监控中心。
9.如权利要求5所述的管理方法，其特征在于：还包括配置步骤：获取操作人员输入的注塑机的数据采集变量配置信息并生成对应的数据采集变量模板。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-9中任一项所述的基于MQTT注塑机管理方法的步骤。
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