CN109739106B - 智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能制造平台，包括接入层和与接入层信号连接的平台层、与平台层信号连接的镜像库。镜像库包括若干镜像，镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序。本发明还提供了一种自适应接入该智能制造平台的方法，外接设备接入该平台所需要的驱动程序适配程序事先封装成镜像上传到相应的镜像库，外接设备在接入该平台时可以根据需要下载相应的镜像运行并完成相关配置，使得整个接入过程更加快速便捷，并且可以兼容不同的平台，从而可以做到设备快速自适应的接入到智能制造平台，相关程序的开发也更加标准化。

Description

智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法

技术领域

本发明涉及物联网、智能制造领域，具体涉及一种智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法。

背景技术

智能制造是可持续发展的制造模式，它借助计算机建模仿真和信息通信技术的巨大潜力，优化产品的设计和制造过程，大幅度减少物质资源和能源的消耗以及各种废弃物的产生，同时实现循环再用，减少排放，保护环境。智能工厂是实现智能制造的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型，主要包括物理层、平台层、大数据层、工业云层、决策层。其中，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。而各种异构终端设备如何接入到智能制造的平台是实现一个智能化的生产制造系统的首要步骤。目前设备接入到平台时一般是终端设备自带相应的驱动程序适配程序上传到平台，并且由于平台的基础设施的不同可能要针对不同的平台开发不同的程序，使得相关程序的开发复杂繁琐，缺乏标准化。

为解决上述问题，有必要设计一种智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼容性好的智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种智能制造平台，包括接入层和与所述接入层信号连接的平台层，还包括与所述平台层信号连接的镜像库，所述镜像库包括若干镜像，所述镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序。

作为本发明的进一步改进，所述智能制造平台还包括与所述平台层信号连接的xml协议文件库，所述xml协议文件库包括若干xml协议文件，所述xml协议文件包括配置信息和命令信息，用于与模板结合生成外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序。

作为本发明的进一步改进，所述接入层包括设备发现模块、接入设备管理模块及驱动管理模块；所述设备发现模块用于接收外接设备发送的登陆请求；所述接入设备管理模块包括第一设备表，所述第一设备表用于记录接入的外接设备的信息，以对外接设备进行管理；所述驱动管理模块用于管理已经接入过该智能制造平台的外接设备的驱动程序。

作为本发明的进一步改进，所述平台层包括平台通信模块、注册设备管理模块、设备注册模块、注册驱动管理模块及基本镜像库；所述平台通信模块用于接收外接设备发送给网关的接入请求或者将外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序发送给网关；所述注册设备管理模块包括第二设备表，所述第二设备表用于记录所有注册过的外接设备，以对外接设备进行管理；所述设备注册模块用于对新接入的外接设备进行验证，若外接设备的UID合法则对所述外接设备进行注册并将其设备信息写入所述第二设备表；所述注册驱动管理模块用于管理已经注册的外接设备的驱动程序；所述基本镜像库包括与基本设备相关的驱动程序应用程序的镜像；所述外接设备的UID包括外接设备的类型、型号以及自身的编号信息，用于验证所述外接设备是否合法或者用于外接设备的注册。

为实现上述目的，本发明还提供了一种自适应接入智能制造平台的方法，所述智能制造平台包括接入层、与所述接入层信号连接的平台层以及与所述平台层信号连接的镜像库；所述接入层包括设备发现模块、接入设备管理模块及驱动管理模块；所述平台层包括平台通信模块、注册设备管理模块、设备注册模块、注册驱动管理模块及基本镜像库；所述镜像库包括若干镜像，所述镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序，该方法包括以下步骤：

S1，外接设备向网关发送网关可识别的登陆报文；

S2，网关对所述登陆报文进行解析，判断所述接入设备管理模块是否具有所述外接设备的信息；若有，则网关直接从所述驱动管理模块下载相应的驱动程序以实现所述外接设备的接入；若没有，则向智能制造平台发送接入请求；

S3，智能制造平台接收请求，判断所述注册设备管理模块中是否具有所述外接设备的注册信息；若有，则智能制造平台直接从所述注册驱动管理模块中下载相应的驱动程序至网关，以实现所述外接设备的接入；若没有，则智能制造平台对所述外接设备进行验证和注册，记录所述外接设备的基本信息；

S4，判断所述基本镜像库中是否具有所述外接设备需要的驱动程序的镜像；若有，则智能制造平台下载该镜像以实现所述外接设备的接入；若没有，则根据所述外接设备提供的镜像的地址从预先封装的镜像库中下载所述外接设备需要的镜像到所述智能制造平台运行，以完成相关配置和所述外接设备的接入。

作为本发明的进一步改进，所述智能制造平台还包括与所述平台层信号连接的xml协议文件库，所述xml协议文件库包括若干xml协议文件；在步骤S4中，若所述预先封装的镜像库中没有所述外接设备需要的镜像，则所述镜像库根据所述外接设备提供的xml协议文件的地址下载相应的xml协议文件，将xml协议文件与相应的模板结合生成相应的适配程序，并将所述适配程序封装成镜像下载到所述智能制造平台运行，以完成相关配置和所述外接设备的接入。

作为本发明的进一步改进，所述登陆报文中包括所述外接设备的UID、所述外接设备接入所述智能制造平台需要的镜像的地址以及xml协议文件的地址。

作为本发明的进一步改进，所述设备发现模块用于接收外接设备发送的登陆请求；所述接入设备管理模块包括第一设备表，所述第一设备表用于记录接入的外接设备的信息，以对外接设备进行管理；所述驱动管理模块用于管理已经接入过该智能制造平台的外接设备的驱动程序。

作为本发明的进一步改进，所述平台通信模块用于接收外接设备发送给网关的接入请求或者将外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序发送给网关；所述注册设备管理模块包括第二设备表，所述第二设备表用于记录所有注册过的外接设备，以对外接设备进行管理；所述设备注册模块用于对新接入的外接设备进行验证，若外接设备的UID合法则对所述外接设备进行注册并将其设备信息写入所述第二设备表；所述注册驱动管理模块用于管理已经注册的外接设备的驱动程序；所述基本镜像库包括与基本设备相关的驱动程序应用程序的镜像。

作为本发明的进一步改进，所述外接设备的UID包括外接设备的类型、型号以及自身的编号信息，用于验证所述外接设备是否合法或者用于外接设备的注册。

由以上技术方案可知，本发明智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法，通过将外接设备接入该智能制造平台所需要的驱动程序适配程序封装成镜像，并上传至与该智能制造平台的平台层信号连接的镜像库，当外接设备接入到该智能制造平台时可以根据外接设备的需要相应下载与运行镜像，以实现外接设备快速自适应的接入该智能制造平台，使得外接设备的接入更加方便和快捷；另外，因为采用了docker，所以开发的驱动程序可以兼容不同的智能制造平台，也使得相应程序更加可靠和易于维护。

附图说明

图1为本发明智能制造平台的结构示意图。

图2为本发明自适应接入智能制造平台的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1所示，一种智能制造平台，包括接入层1、与接入层1信号连接的平台层2以及与平台层2信号连接的镜像库。

接入层1包括设备发现模块、接入设备管理模块及驱动管理模块。设备发现模块用于接收外接设备发送的登陆请求。

接入设备管理模块包括第一设备表，第一设备表用于记录接入外接设备的信息，对外接设备进行管理。驱动管理模块用于管理已经接入过该智能制造平台的外接设备的驱动程序。

平台层2包括平台通信模块、注册设备管理模块、设备注册模块、注册驱动管理模块及基本镜像库。

平台通信模块用于接收外接设备发送给网关的接入请求或者将外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序发送给网关。注册设备管理模块包括第二设备表，第二设备表用于记录所有注册过的外接设备，对外接设备进行管理。设备注册模块用于对新接入的外接设备进行验证，若外接设备的UID合法则对外接设备进行注册并将其设备信息写入第二设备表。注册驱动管理模块用于管理已经注册的外接设备的驱动程序。基本镜像库包括与基本设备相关的驱动程序应用程序的镜像。

请参阅图2所示，一种自适应接入智能制造平台的方法，该智能制造平台包括接入层1、与接入层1信号连接的平台层2以及与平台层2信号连接的镜像库；接入层1包括设备发现模块、接入设备管理模块及驱动管理模块；平台层2包括平台通信模块、注册设备管理模块、设备注册模块、注册驱动管理模块及基本镜像库；镜像库包括若干镜像，镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序，该方法包括以下步骤：

S1，外接设备向网关发送网关可识别的登陆报文；

S2，网关对登陆报文进行解析，判断接入设备管理模块是否具有外接设备的信息；若有，则网关直接从驱动管理模块下载相应的驱动程序以实现外接设备的接入；若没有，则向智能制造平台发送接入请求；

S3，智能制造平台接收请求，判断注册设备管理模块中是否具有外接设备的注册信息；若有，则智能制造平台直接从注册驱动管理模块中下载相应的驱动程序至网关，以实现外接设备的接入；若没有，则智能制造平台对外接设备进行验证和注册，记录外接设备的基本信息；

S4，判断基本镜像库中是否具有外接设备需要的驱动程序的镜像；若有，则智能制造平台下载该镜像以实现外接设备的接入；若没有，则根据外接设备提供的镜像的地址从预先封装的镜像库中下载外接设备需要的镜像到智能制造平台运行，以完成相关配置和外接设备的接入。

其中，接入设备管理模块包括第一设备表，第一设备表用于记录接入外接设备的信息，对外接设备进行管理。驱动管理模块用于管理已经接入过该智能制造平台的外接设备的驱动程序。

平台通信模块用于接收外接设备发送给网关的接入请求或者将外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序发送给网关。注册设备管理模块包括第二设备表，第二设备表用于记录所有注册过的外接设备，对外接设备进行管理。设备注册模块用于对新接入的外接设备进行验证，若外接设备的UID合法则对外接设备进行注册并将其设备信息写入第二设备表。注册驱动管理模块用于管理已经注册的外接设备的驱动程序。基本镜像库包括与基本设备相关的驱动程序应用程序的镜像。

登陆报文中包括外接设备的UID、外接设备接入智能制造平台需要的镜像的地址以及xml协议文件的地址。外接设备的UID包括外接设备的类型、型号以及自身的编号信息，用于验证外接设备是否合法或者用于外接设备的注册。在步骤S2中，网关接收到登陆报文后，对登陆报文进行解析，提取外接设备的UID、查看第一设备表；若第一设备表中记录有该外接设备的信息，网关直接从驱动管理模块下载相应的驱动程序以实现外接设备的接入；若第一设备表中没有该外接设备的信息，则向平台通信模块发送接入请求。

在步骤S3中，智能制造平台接收到接入请求之后，查看第二设备表；若第二设备表中记录有该外接设备的注册信息，则平台通信模块直接加载与该外接设备相关的驱动程序应用程序，从注册驱动管理模块中下载相应的驱动程序至网关，以实现外接设备的接入；若第二设备表中没有该外接设备的注册信息，则设备注册模块对外接设备的UID进行验证，如果是合法的UID，则进行注册，提取报文里的内容(设备的UID等)写入到第二设备表中，并查看基本镜像库中是否有该外接设备的驱动应用程序，若有，则加载运行该驱动应用程序，并将相应的驱动程序下载到网关，完成网关的配置，以实现外接设备的接入。

在步骤S4中，镜像库包括若干预先封装的镜像，镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序。需要说明的是，基本镜像库只有部分外接设备的驱动程序，当外接设备的驱动程序不在基本镜像库中时，若预先封装的镜像库中具有外接设备需要的镜像，则从该外接设备发送的登陆报文中提取该外接设备的驱动程序适配程序的镜像地址，然后从预先封装的镜像库中下载相应的镜像到智能制造平台运行，同时将驱动程序下载到网关上，以完成相关配置和外接设备的接入。

优选地，智能制造平台还包括与平台层信号连接的xml协议文件库，xml协议文件库包括若干xml协议文件，xml协议文件包括配置信息和命令信息，用于与模板结合生成外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序。

在步骤S4中，若预先封装的镜像库中没有外接设备需要的镜像，则镜像库根据外接设备提供的xml协议文件的地址下载相应的xml协议文件，将xml协议文件中的配置信息和命令信息作为实参传给模板，然后经过xml解析器生成相应的适配程序后将适配程序封装成镜像下载到智能制造平台运行，以完成相关配置和外接设备的接入。

综上所述，本发明智能制造平台及自适应接入智能制造平台的方法，通过将外接设备接入该智能制造平台所需要的驱动程序适配程序封装成镜像，并上传至与该智能制造平台的平台层信号连接的镜像库，当外接设备接入到该智能制造平台时可以根据外接设备的需要相应下载与运行镜像，以实现外接设备快速自适应的接入该智能制造平台，使得外接设备的接入更加方便和快捷；另外，因为采用了docker，所以开发的驱动程序可以兼容不同的智能制造平台，也使得相应程序更加可靠和易于维护。

以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种智能制造平台，包括接入层和与所述接入层信号连接的平台层，其特征在于：所述接入层包括设备发现模块、接入设备管理模块及驱动管理模块，所述平台层包括平台通信模块、注册设备管理模块、设备注册模块、注册驱动管理模块及基本镜像库，所述智能制造平台还包括与所述平台层信号连接的镜像库和xml协议文件库，所述镜像库包括若干镜像，所述镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序，所述xml协议文件库包括若干xml协议文件，所述xml协议文件包括配置信息和命令信息，用于与模板结合生成外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序。

2.根据权利要求1所述的智能制造平台，其特征在于：所述设备发现模块用于接收外接设备发送的登陆请求；所述接入设备管理模块包括第一设备表，所述第一设备表用于记录接入的外接设备的信息，以对外接设备进行管理；所述驱动管理模块用于管理已经接入过该智能制造平台的外接设备的驱动程序。

3.根据权利要求1所述的智能制造平台，其特征在于：所述平台通信模块用于接收外接设备发送给网关的接入请求或者将外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序发送给网关；所述注册设备管理模块包括第二设备表，所述第二设备表用于记录所有注册过的外接设备，以对外接设备进行管理；所述设备注册模块用于对新接入的外接设备进行验证，若外接设备的UID合法则对所述外接设备进行注册并将其设备信息写入所述第二设备表；所述注册驱动管理模块用于管理已经注册的外接设备的驱动程序；所述基本镜像库包括与基本设备相关的驱动程序应用程序的镜像；所述外接设备的UID包括外接设备的类型、型号以及自身的编号信息，用于验证所述外接设备是否合法或者用于外接设备的注册。

4.一种自适应接入智能制造平台的方法，所述智能制造平台包括接入层、与所述接入层信号连接的平台层以及与所述平台层信号连接的镜像库；所述接入层包括设备发现模块、接入设备管理模块及驱动管理模块；所述平台层包括平台通信模块、注册设备管理模块、设备注册模块、注册驱动管理模块及基本镜像库；所述镜像库包括若干镜像，所述镜像为外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序适配程序，该方法包括以下步骤：

S1，外接设备向网关发送网关可识别的登陆报文；

S2，网关对所述登陆报文进行解析，判断所述接入设备管理模块是否具有所述外接设备的信息；若有，则网关直接从所述驱动管理模块下载相应的驱动程序以实现所述外接设备的接入；若没有，则向智能制造平台发送接入请求；

S3，智能制造平台接收请求，判断所述注册设备管理模块中是否具有所述外接设备的注册信息；若有，则智能制造平台直接从所述注册驱动管理模块中下载相应的驱动程序至网关，以实现所述外接设备的接入；若没有，则智能制造平台对所述外接设备进行验证和注册，记录所述外接设备的基本信息；

S4，判断所述基本镜像库中是否具有所述外接设备需要的驱动程序的镜像；若有，则智能制造平台下载该镜像以实现所述外接设备的接入；若没有，则根据所述外接设备提供的镜像的地址从预先封装的镜像库中下载所述外接设备需要的镜像到所述智能制造平台运行，以完成相关配置和所述外接设备的接入。

5.根据权利要求4所述的自适应接入智能制造平台的方法，其特征在于：所述智能制造平台还包括与所述平台层信号连接的xml协议文件库，所述xml协议文件库包括若干xml协议文件；在步骤S4中，若所述预先封装的镜像库中没有所述外接设备需要的镜像，则所述镜像库根据所述外接设备提供的xml协议文件的地址下载相应的xml协议文件，将xml协议文件与相应的模板结合生成相应的适配程序，并将所述适配程序封装成镜像下载到所述智能制造平台运行，以完成相关配置和所述外接设备的接入。

6.根据权利要求4所述的自适应接入智能制造平台的方法，其特征在于：所述登陆报文中包括所述外接设备的UID、所述外接设备接入所述智能制造平台需要的镜像的地址以及xml协议文件的地址。

7.根据权利要求4所述的自适应接入智能制造平台的方法，其特征在于：所述设备发现模块用于接收外接设备发送的登陆请求；所述接入设备管理模块包括第一设备表，所述第一设备表用于记录接入的外接设备的信息，以对外接设备进行管理；所述驱动管理模块用于管理已经接入过该智能制造平台的外接设备的驱动程序。

8.根据权利要求4所述的自适应接入智能制造平台的方法，其特征在于：所述平台通信模块用于接收外接设备发送给网关的接入请求或者将外接设备接入该智能制造平台需要的驱动程序发送给网关；所述注册设备管理模块包括第二设备表，所述第二设备表用于记录所有注册过的外接设备，以对外接设备进行管理；所述设备注册模块用于对新接入的外接设备进行验证，若外接设备的UID合法则对所述外接设备进行注册并将其设备信息写入所述第二设备表；所述注册驱动管理模块用于管理已经注册的外接设备的驱动程序；所述基本镜像库包括与基本设备相关的驱动程序应用程序的镜像。

9.根据权利要求6所述的自适应接入智能制造平台的方法，其特征在于：所述外接设备的UID包括外接设备的类型、型号以及自身的编号信息，用于验证所述外接设备是否合法或者用于外接设备的注册。

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