CN109765866A - 一种基于opc ua的工业网络系统及其数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于OPC UA的工业网络系统及其数据处理方法，通过现场采集设备采集现场数据，然后OPC UA网关模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，以通过通信模块将该响应信息发送给管理设备，管理设备基于接收到的响应信息对工业网络系统进行管理，由于OPC UA网关模块可以将接收到的数据统一转换成OPC UA数据格式，因而可以对现场采集设备采集的不同格式的数据进行统一管理，从而可以简化工业过程管理，满足提供一种工业无线传感器网络与互联网之间的数据通道的需求。

Description

一种基于OPC UA的工业网络系统及其数据处理方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于OPC UA的工业网络系统及其数据处理方法。

背景技术

随着计算机技术的进一步发展，计算机在自动控制领域中日益发挥着重要的作用，工业控制中的各种仪器、仪表和单片机系统等都提供了与计算机的通讯协议，从而为计算机控制系统的设计提供了极大的方便，但是计算机测控系统使用的智能仪表设备、分布式I/O模块、PLC等设备来自于不同的生产商，而各生产商为了各自的利益，没有遵循统一的接口规范，各厂商推出的数据通信约定并不完全一致，生产监控系统也可能使用不同的通讯标准，造成了设备之间的通信异常复杂，导致信息共享和统一管理困难，因此形成了“信息孤岛”，难以实现现场设备与上层控制软件间的信息交互和各现场设备间的互联与互操作，各级系统无法全面及时监测现场生产情况的问题，很大程度上制约了企业生产管理水平和综合生产能力的提高。因此限制了计算机测控系统开放性和通用性的提高，网络系统的异构性和信息孤岛问题仍然有待更优的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于OPC UA的工业网络系统及其数据处理方法

为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于OPC UA的工业网络系统，包括：多个现场采集设备、管理设备以及集成OPC UA功能的网关设备，所述网关设备包括无线汇聚节点以及网关服务器，所述无线汇聚节点包括OPC UA网关模块和通信模块；

所述现场采集设备用于采集现场数据；

所述OPC UA网关模块用于基于预设的OPC UA实例化信息模型对所述现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，以通过所述通信模块将所述响应信息发送给所述管理设备；

所述网关服务器用于实现所述无线汇聚节点的入网功能；

所述管理设备用于基于接收到的响应信息对所述工业网络系统进行管理。

进一步地，所述OPC UA网关模块包括OPC UA客户端模块和OPC UA服务器模块，所述现场采集设备包括无线传感器节点，所述无线传感器节点包括通信模块、OPC UA服务器模块以及采集模块；

所述采集模块用于采集现场数据，所述无线传感器节点的OPC UA服务器模块用于将所述现场采集设备支持的通信协议转换成OPC UA协议，并基于所述OPC UA协议对所述现场数据进行处理，并将处理后的数据通过所述无线传感器节点的通信模块发送给所述网关设备的OPC UA客户端模块，所述网关设备的OPC UA服务器模块用于基于预设的OPC UA实例化信息模型对所述现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息。

进一步地，所述管理设备包括OPC UA客户端模块，所述网关设备的OPC UA服务器模块用于将所述响应信息发送给所述管理设备的OPC UA客户端模块。

进一步地，所述网关设备的OPC UA服务器模块和所述网关设备的OPC UA客户端模块通过聚合模式组成所述OPC UA网关模块。

进一步地，所述管理设备的OPC UA客户端模块还用于向所述网关设备的OPC UA服务器模块发送访问请求，所述网关设备的OPC UA服务器模块还用于基于所述访问请求进行处理得到多个子任务，所述网关设备的OPC UA客户端模块用于分别将多个子任务分配给多个现场采集设备的OPC UA服务器模块，接收到所述子任务的OPC UA服务器模块用于控制相应的采集模块进行现场数据的采集，并在对所述现场数据进行处理后发送给所述网关设备的OPC UA客户端模块。

进一步地，所述网关设备的OPC UA服务器模块用于将所述网关设备的OPC UA客户端模块处理得到的响应信息发送给所述管理设备的OPC UA客户端模块。

进一步地，所述管理设备还包括服务总线模块和工艺流程管理模块，所述服务总线模块用于实现所述管理设备的OPC UA客户端模块与所述工艺流程管理模块的连接，所述工艺流程管理模块用于将所述响应信息存储至数据库，基于所述数据库中的数据实现监控功能。

本发明还提供了一种基于上述任意一种工业网络系统的数据处理方法，包括：

所述现场采集设备采集现场数据；

所述OPC UA网关模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对所述现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，并通过所述通信模块将所述响应信息发送给所述管理设备；

所述管理设备基于接收到的响应信息对所述工业网络系统进行管理。

进一步地，所述现场采集设备包括采集模块和OPC UA服务器模块，所述OPC UA网关模块包括OPC UA服务器模块和OPC UA客户端模块，所述管理设备包括OPC UA客户端模块，在所述现场采集设备采集现场数据之前，还包括以下步骤：

所述管理设备的OPC UA客户端模块向所述网关设备的OPC UA服务器模块发送访问请求；

所述网关设备的OPC UA服务器模块基于所述访问请求进行处理得到多个子任务；

所述网关设备的OPC UA客户端将多个子任务分配给多个现场采集设备的OPC UA服务器模块，以供所述现场采集设备的OPC UA服务器模块控制相应的采集模块进行现场数据的采集。

本发明提供的基于OPC UA的工业网络系统及其数据处理方法，通过现场采集设备采集现场数据，然后OPC UA网关模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，以通过通信模块将该响应信息发送给管理设备，管理设备基于接收到的响应信息对工业网络系统进行管理，由于OPC UA网关模块可以将接收到的数据统一转换成OPC UA数据格式，因而可以实现对现场采集设备采集的不同格式的数据的统一管理，从而可以简化工业过程管理，满足提供一种工业无线传感器网络与互联网之间的数据通道的需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例提供的基于OPC UA的工业网络系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无线汇聚节点的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的现场采集设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种无线汇聚节点的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的管理设备的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的管理设备与网关设备之间进行信息交互的示意图；

图7为本发明实施例提供的网关设备形成统一信息模型的实例图；

图8为本发明实施例提供的基于OPC UA的工业网络系统的网络构架示意图；

图9为本发明实施例提供的支持OPC UA的IWSN的网络模型映射关系图；

图10为本发明实施例提供的工业网络系统的数据处理方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

对于工业物联网来说，面临的一个挑战就是，如何将不同的智能设备、传感器设备集成到同一个语义化信息层次结构。而OPC UA的出现能够应对这一挑战。OPC UA可以使用广泛的数据建模能力、面向对象和跨平台通信，OPC UA协议是实现分散连接的数据结构以及各不同厂商、不同系统间通信中的语义集成和交互载体的角色。

工业无线传感器网络的在大规模、环境复杂的工业现场具有明显优势。同时，受到SDN技术设计理念控制与转发分离、开放的编程接口、集中式控制的思想影响，在工业无线传感网领域已经出现了软件定义的无线传感器网络的概念。无线传感器网络的软件定义化，增大了无线传感器网络的可扩展性和灵活性，也提高了实时性和可靠性。而工业无线传感器网络中，存在着对实时性和可靠性的高需求，对于无线传输来说，精准控制丢包率，进行时隙调度，网络资源管理的需求是很有必要的。

无论从OPC UA的前景与优势来看，还是从工业无线传感网网络的发展角度出发，OPC UA技术与工业无线传感网网络的配合，对工业4.0以及工业自动化产业发展具有重要推进作用。基于TDMA的工业无线传感网络与OPC UA的融合，使得不同协议的设备与设备间可以进行实时可靠和安全灵活的无线互联互通，也可以实现上层业务系统与现场设备的信息交互、远程控制和协同作业，为生产过程的智能优化控制提供保障，能显著提升智能化水平。

因此，本实施例提供一种基于OPC UA的工业网络系统，其实质是一种将工业无线传感网络与OPC UA融合的系统，请参见图1所示，包括：多个现场采集设备11、管理设备12以及集成OPC UA功能的网关设备13，其中，网关设备13包括无线汇聚节点131以及网关服务器132，请参见图2所示，无线汇聚节点131包括OPC UA网关模块和通信模块；现场采集设备11用于采集现场数据，比如可以采集工业设备的温度信息、湿度信息等等，OPC UA网关模块用于基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备11传输过来的数据转换进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，以通过通信模块将该响应信息发送给管理设备12，网关服务器132用于实现无线汇聚节点131的入网功能，也即是将无线汇聚节点131连入互联网，从而保证网关设备13可以向管理设备12发送响应信息，管理设备12用于基于接收到的响应信息对工业网络系统进行管理。

本实施例中的OPC UA网关模块可以包括OPC UA客户端模块和OPC UA服务器模块，现场采集设备11包括无线传感器节点，无线传感器节点包括通信模块、OPC UA服务器模块以及采集模块；其中，采集模块用于采集现场数据，无线传感器节点的OPC UA服务器模块用于将现场采集设备支持的通信协议转换成OPC UA协议，并基于该OPC UA协议对现场数据进行处理，这样就可以得到统一格式的数据，并将处理后的数据通过无线传感器节点的通信模块发送给网关设备13的OPC UA客户端模块，所以本实施例中的现场采集设备中可以预先存储有非OPC UA协议与协议转换规则的映射关系，这样现场采集设备中的OPC UA服务器模块才可以利用该映射关系将现场采集设备支持的非OPC UA协议转换成OPC UA协议来处理数据，网关设备13的OPC UA服务器模块用于基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备11传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息。

应当理解的是，一些采集设备本身就是可以支持OPC UA协议的设备，此时可以直接将该设备作为本系统构架底层的OPC UA服务器与网关设备13通信，但是对于其他的采集设备，比如支持Modbus协议或者ProfiNet协议的传统的采集设备，在将其作为本系统的现场采集设备11使用时则需要在其内部集成协议转换模块用于将现场采集设备11支持的通信协议转换成OPC UA协议，以便于统一管理，并基于OPC UA协议将经无线传感器节点的OPCUA服务器模块处理的数据传输给网关设备13的OPC UA客户端模块。

本实施例提供的一种现场采集设备11的结构可以参见图3所示，包括无线传感器节点和协议转换模块，其中，无线传感器节点包括通信模块、OPC UA服务器模块以及采集模块，本实施例中的采集模块可以是一种常驻执行模块，开发人员可以基于各种协议与OPCUA协议之间的转换规则设计出协议转换模块，现场采集设备11的采集模块可以将采集到的现场数据存入现场采集设备11的数据库，数据用统一的格式编码后生成地址空间进行管理。不同厂商支持不同协议的设备间互操作的关键在数据的统一表示，而OPC UA通过定义信息模型(非OPC UA协议与协议转换规则的映射关系)解决了这个难点。不同厂商在标准协议基础上增加了自有的一些特定功能和服务，这就意味着如果要实现多种制造商之间的数据交换和统一管理，则各个设备需要实现兼容多类型的信息模型，本实施例中的嵌入式节点中可以使用优化的二进制来快速传输数据。对于已建好的不同的信息模型，可以设置一个能将多个信息模型之间相似的类型和接口进行语义化对比的映射逻辑，本实施例中将其称为协议映射模型，现场采集设备中的OPC UA服务器模块可以基于这个协议映射模型中的映射逻辑选择相应的协议转换规则将现场采集设备11当前支持的通信协议转换成OPC UA协议，以基于OPC UA协议将经无线传感器节点的OPC UA服务器模块处理的数据传输给网关设备13的OPC UA客户端模块。

为便于理解，这里以一个具体示例说明，例如对于Modbus应用模型，可以建立一个Modbus目录，其下存在一个从站slave1，slave1包含多个数据点的目标地址空间。由此可以实现对Modbus通讯协议消息的映射和管理。对于ProfiNet应用模型，同样可以建立一个ProfiNet目录，可以利用ProfiNet协议帧中的slot和index对数据进行读取和转换。

本实施例中集成OPC UA功能的网关设备13可以对系统中的数据进行统一管理，并可以对网络资源进行集中管控。本实施例中集成OPC UA功能的网关设备13作为中枢连接工业无线传感器网络和互联网，可以支持不同现场总线向OPC UA实例化信息模型进行转换，向上层提供统一的数据访问接口。本实施例中网关设备13的OPC UA服务器模块和网关设备13的OPC UA客户端模块可以通过聚合模式组成OPC UA网关模块。而本实施例中的管理设备12可以包括OPC UA客户端模块，网关设备13的OPC UA服务器模块还用于将响应信息发送给管理设备12的OPC UA客户端模块

本实施例网关设备13中的一种无线汇聚节点131的结构示意图可以参见图4，包括OPC UA服务器模块、OPC UA客户端模块以及通信模块，无线汇聚节点131中各模块的功能可以是基于嵌入式开发板上的硬件驱动程序驱动相应的模块执行相应的程序实现的。网关设备13的OPC UA服务器模块和网关设备13的OPC UA客户端可以通过聚合模式组成OPC UA网关模块。

从整体层面上来说，本实施例中的网关设备13可以实现以下功能：

作为连接工业无线传感器网络与互联网的无线网关，实现基本的无线节点入网与离线功能以及集中控制的时隙调度功能；

作为OPC UA服务器角色完成同管理设备12中的OPC UA客户端模块之间的通讯，满足OPC UA的数据访问(DA)标准；

通过协议转换和聚合实现统一的地址空间。

这里需要对上述预设的OPCUA实例化信息模型进行说明，开发人员可以根据现场采集设备11所能采集数据的多种设备类型，结合OPCUA信息模型概念和应用场景创建对应不同的信息模型，并将这多个信息模型融合成一个整体系统信息模型，然后根据信息模型表述规范，将整体系统信息模型生成对应的XML文档，基于得到的XML文档实例化整体系统信息模型得到OPCUA实例化信息模型，将该OPC UA实例化信息模型存储在OPC UA网关模块中，以供后续可以基于该OPC UA实例化信息模型对多个现场采集设备11传输过来的数据进行处理得到响应信息。

本实施例中OPC UA网关模块可以获取从多个现场采集设备11采集的实时数据，实现基本数据访问功能，基于OPC UA实例化信息模型以及相关的过程数据建立过程模型，从而得到响应信息，本实施例中的OPC UA网关模块还可以创建地址空间节点，绑定实时数据源，也即对于每一个实时数据源都可以查询到其对应的响应信息。

本实施例中可以将多个现场采集设备11的多个信息模型聚合成一个统一的地址空间，统一提供给管理设备12，为实现工艺流程管理功能，可以将多个现场采集设备11的OPC UA服务器模块的信息模型聚合到网关设备13的OPC UA服务器模块中。

可选的，本实施例中的管理设备12的OPC UA客户端模块还可以用于向网关设备13的OPC UA服务器模块发送访问请求，网关设备13的OPC UA服务器模块还用于基于该访问请求进行处理得到多个子任务，网关设备13的OPC UA客户端模块用于分别将多个子任务分配给多个现场采集设备11的OPC UA服务器模块，接收到该子任务的OPC UA服务器模块用于控制相应的采集模块进行现场数据的采集，并在对现场数据进行处理后发送给网关设备13的OPC UA客户端模块，以供网关设备13的OPC UA客户端模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备11传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，网关设备13的OPC UA服务器模块还用于将网关设备13的OPC UA客户端模块处理得到的响应信息发送给管理设备12的OPC UA客户端模块。

进一步地，请参见图5所示，本实施例中的管理设备12还可以包括服务总线模块和工艺流程管理模块，服务总线模块用于实现管理设备12的OPC UA客户端模块与工艺流程管理模块的连接，工艺流程管理模块可以基于Rest接口与服务总线模块连接，可以将响应信息存储至数据库，基于数据库中的数据实现监控功能。

请参见图6所示，管理设备12中的OPC UA客户端模块可以作为执行与监控生产过程的一部分，向网关设备13中的OPC UA服务器模块发送访问请求来建立通信，管理设备12的OPC UA客户端模块获得的数据及语义信息可以通过服务总线模块传输给工艺流程管理模块，服务总线模块作为设备接口的一个管理平台，在系统中起着连接中枢的作用。工艺流程管理模块可以通过软PLC控制技术向管理人员提供管理编辑界面。

请参见图7所示，图7为本实施例不同现场采集设备11在OPC UA网关模块形成统一信息模型的实例图。此图功能对应为有报警条件的基本链式工艺流程管理场景。管理设备12中集成OPC UA客户端模块1，以读取设备1的测量值为例说明信息模型的操作。界面中的点击事件触发读请求时，管理设备12中的OPC UA客户端模块1作为执行与监控生产过程的平台部分，发送请求给网关设备13处的聚合OPC UA服务器模块2，而网关设备13处的OPC UA服务器模块2会将请求进行处理，并分为若干子任务通过内部OPC UA客户端模块3分配给多个现场采集设备11的多个OPC UA服务器模块4，这些现场采集设备11的多个OPC UA服务器模块4分别对生产过程中的指定流程部分负责，本例中简单分为采集温度值和采集电压值，并将采集到的信息返回网关设备13中的OPC UA服务器模块2，网关设备13的OPC UA客户端模块3基于预设的OPC UA实例化信息模型对多个现场采集设备11的OPC UA服务器模块4传输过来的信息进行处理得到响应信息后返回给管理设备12的OPC UA客户端模块1。

具体的，可以参见图8所示，图8为本实施例提供的系统的一种网络构架图，其中，工业无线传感器网络(IWSN)与互联网通过集成OPC UA功能的网关设备13连接起来，以此实现传统工业无线传感器网络与OPC UA协议的结合。其中，基于TDMA的工业无线传感器网络通过在无线汇聚节点131上集成OPC UA网关模块(也即图8中的简写的UA服务器和UA客户端)并连接网关服务器132实现，图8中的工业无线收发模块也即是上述所提及的通信模块。

在工业现场通常不止一种设备通信协议，传感器节点采集数据后传输到无线网关设备，而网关设备部分是进行语义信息融合和管理的地方，承担一个网络连接到另一个网络的接口，是工业无线传感器网络和互联网的连结设备，支持了多种工业设备通信协议，例如，可以实现ProfiNet网络协议和Modbus/tcp协议与OPC UA协议之间的转换。而作为网络系统中的终端节点，工业无线现场采集设备通过扮演聚合架构的基础服务器(现场采集设备中的OPC UA服务器模块)角色提供数据和服务。本实施例中基础服务器提供的现场数据包括采集的电压电流数据、温度数据及湿度数据等。

本实施例所提供的IWSN的网络模型映射关系可以参见图9所示，整个网络在1～4层主要实现数据的获取、传输以及安全性支持，而第5层主要是基于OPC UA应用程序实现采集回来的语义消息的统一管理。本实施例中的工业无线传感器网络底层物理层可以采用通用的IEEE.802.15.4-2006协议，与商用无线传感器网络不同的是，本实施例中的工业无线传感器网络的数据链路层是基于集中调度的TDMA时隙与信道；而网络层采用集中控制图路由；传输层采用端到端的TCP传输协议，并且有安全性支持；应用层采用OPC UA标准，并进行集中会话管理。

根据上述提供的基于OPC UA的工业网络系统，本实施例还提供一种数据处理方法，请参见图10所示，包括：

S1001：现场采集设备采集现场数据。

S1002：OPC UA网关模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，并通过通信模块将响应信息发送给管理设备。

S1003：管理设备基于接收到的响应信息对工业网络系统进行管理。

在现场采集设备包括采集模块和OPC UA服务器模块，OPC UA网关模块包括OPC UA服务器模块和OPC UA客户端模块，管理设备包括OPC UA客户端模块时，在步骤S901之前，还可以包括以下步骤：

管理设备的OPC UA客户端模块向网关设备的OPC UA服务器模块发送访问请求；

网关设备的OPC UA服务器模块基于该访问请求进行处理得到多个子任务；

网关设备的OPC UA客户端将多个子任务分配给多个现场采集设备的OPC UA服务器模块，以供现场采集设备的OPC UA服务器模块控制相应的采集模块进行现场数据的采集。

本实施例提供的基于OPC UA的工业网络系统及其数据处理方法，通过现场采集设备采集现场数据，然后OPC UA网关模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，以通过通信模块将该响应信息发送给管理设备，管理设备基于接收到的响应信息对工业网络系统进行管理，由于OPC UA网关模块可以将接收到的数据统一转换成OPC UA数据格式，因而可以实现对现场采集设备采集的不同格式的数据的统一管理，从而可以简化工业过程管理，满足提供一种工业无线传感器网络与互联网之间的数据通道的需求。

要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法可借助软件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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，包括：多个现场采集设备、管理设备以及集成OPC UA功能的网关设备，所述网关设备包括无线汇聚节点以及网关服务器，所述无线汇聚节点包括OPC UA网关模块和通信模块；

所述现场采集设备用于采集现场数据；

所述OPC UA网关模块用于基于预设的OPC UA实例化信息模型对所述现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，以通过所述通信模块将所述响应信息发送给所述管理设备；

所述网关服务器用于实现所述无线汇聚节点的入网功能；

所述管理设备用于基于接收到的响应信息对所述工业网络系统进行管理。

2.如权利要求1所述的基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，所述OPC UA网关模块包括OPC UA客户端模块和OPC UA服务器模块，所述现场采集设备包括无线传感器节点，所述无线传感器节点包括通信模块、OPC UA服务器模块以及采集模块；

所述采集模块用于采集现场数据，所述无线传感器节点的OPC UA服务器模块用于将所述现场采集设备支持的通信协议转换成OPC UA协议，并基于所述OPC UA协议对所述现场数据进行处理，并将处理后的数据通过所述无线传感器节点的通信模块发送给所述网关设备的OPC UA客户端模块，所述网关设备的OPC UA服务器模块用于基于预设的OPC UA实例化信息模型对所述现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息。

3.如权利要求2所述的基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，所述管理设备包括OPC UA客户端模块，所述网关设备的OPC UA服务器模块还用于将所述响应信息发送给所述管理设备的OPC UA客户端模块。

4.如权利要求2所述的基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，所述网关设备的OPCUA服务器模块和所述网关设备的OPC UA客户端模块通过聚合模式组成所述OPC UA网关模块。

5.如权利要求2所述的基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，所述管理设备的OPCUA客户端模块还用于向所述网关设备的OPC UA服务器模块发送访问请求，所述网关设备的OPC UA服务器模块还用于基于所述访问请求进行处理得到多个子任务，所述网关设备的OPC UA客户端模块用于分别将多个子任务分配给多个现场采集设备的OPC UA服务器模块，接收到所述子任务的OPC UA服务器模块用于控制相应的采集模块进行现场数据的采集，并在对所述现场数据进行处理后发送给所述网关设备的OPC UA客户端模块。

6.如权利要求5所述的基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，所述网关设备的OPCUA服务器模块用于将所述网关设备的OPC UA客户端模块处理得到的响应信息发送给所述管理设备的OPC UA客户端模块。

7.如权利要求3所述的基于OPC UA的工业网络系统，其特征在于，所述管理设备还包括服务总线模块和工艺流程管理模块，所述服务总线模块用于实现所述管理设备的OPC UA客户端模块与所述工艺流程管理模块的连接，所述工艺流程管理模块用于将所述响应信息存储至数据库，基于所述数据库中的数据实现监控功能。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的工业网络系统的数据处理方法，其特征在于，包括：

所述现场采集设备采集现场数据；

所述OPC UA网关模块基于预设的OPC UA实例化信息模型对所述现场采集设备传输过来的数据进行处理得到OPC UA数据格式的响应信息，并通过所述通信模块将所述响应信息发送给所述管理设备；

所述管理设备基于接收到的响应信息对所述工业网络系统进行管理。

9.如权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，所述现场采集设备包括采集模块和OPC UA服务器模块，所述OPC UA网关模块包括OPC UA服务器模块和OPC UA客户端模块，所述管理设备包括OPC UA客户端模块，在所述现场采集设备采集现场数据之前，还包括以下步骤：

所述管理设备的OPC UA客户端模块向所述网关设备的OPC UA服务器模块发送访问请求；

所述网关设备的OPC UA服务器模块基于所述访问请求进行处理得到多个子任务；

所述网关设备的OPC UA客户端将多个子任务分配给多个现场采集设备的OPC UA服务器模块，以供所述现场采集设备的OPC UA服务器模块控制相应的采集模块进行现场数据的采集。