CN110320837A - 一种可边缘计算的工业电脑 - Google Patents

一种可边缘计算的工业电脑 Download PDF

Info

Publication number
CN110320837A
CN110320837A CN201910611123.1A CN201910611123A CN110320837A CN 110320837 A CN110320837 A CN 110320837A CN 201910611123 A CN201910611123 A CN 201910611123A CN 110320837 A CN110320837 A CN 110320837A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
module
edge
internet
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910611123.1A
Other languages
English (en)
Inventor
贾中全
杜立村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Jinxinyun Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Hefei Jinxinyun Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Jinxinyun Electronic Technology Co Ltd filed Critical Hefei Jinxinyun Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201910611123.1A priority Critical patent/CN110320837A/zh
Publication of CN110320837A publication Critical patent/CN110320837A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及数据处理，具体涉及一种可边缘计算的工业电脑，包括控制器以及用于采集工业设备运行数据的数据采集模块，控制器与用于接入边缘数据的边缘接入模块相连，边缘接入模块与用于传输边缘数据的物联传输模块相连，物联传输模块与用于探测工业设备边缘数据的物联感知模块相连，控制器与用于对边缘接入模块接入的边缘数据进行边缘计算的边缘计算模块相连，控制器与用于对数据采集模块采集的工业设备运行数据进行处理的数据处理单元相连；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的边缘计算数据采集不够全面、响应时间较长的缺陷。

Description

一种可边缘计算的工业电脑
技术领域
本发明涉及数据处理，具体涉及一种可边缘计算的工业电脑。
背景技术
信息计算刚出现时的形态就是一种边缘计算——各个分散的节点负责软硬件的维护，以及数据的存储和计算。然而，因为成本、弹性和扩展性等问题，最终信息计算逐步发展为集中的云计算中心负责，即让集中的云计算中心来负责所有数据的存储和计算，而终端只负责数据采集、输出和交互。
然而没有什么技术架构是完美无缺的，云计算发展到今天也面临不少瓶颈，需要新技术来突破。
第一，云计算无法满足爆发式海量数据的计算需求。随着互联网与各个行业的融合，特别是在物联网技术普及后，计算需求出现爆发式增长，预计到2020年，将有500亿个设备连接到网络，传统云计算架构不能满足如此庞大的计算需求，短时间内扩容并不现实。
第二，云计算不能满足一些新兴的计算场景，特别是物联网。云计算的做法是，数据被终端采集后传输汇集到云计算中心，通过集群计算后再返回结果，因为有网络延迟，这需要一定的时间，特别是在基于4G网络的移动互联网中。比如实时语音翻译，再比如无人车，对响应时间都有极高要求，依赖云计算并不现实。
第三，物联网产生大量的“小数据”需要实时处理，这并不适合云计算。互联网时代，云计算与大数据、人工智能是三位一体的，以至于有人曾预测未来各行各业其实就是在云端用人工智能处理大数据。然而互联网和移动互联网都是用户产生的数据，而物联网时代则由机器产生大量数据，比如电表数据、环境监测数据，有许多已经不需要上传到云端进行处理，在终端或者网络边缘侧简单处理响应即可，或者说，不需要将原始数据上传到云端处理，从而能避免带宽和存储量的浪费。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种可边缘计算的工业电脑，能够有效克服现有技术所存在的边缘计算数据采集不够全面、响应时间较长的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种可边缘计算的工业电脑，包括控制器以及用于采集工业设备运行数据的数据采集模块，所述控制器与用于接入边缘数据的边缘接入模块相连，所述边缘接入模块与用于传输边缘数据的物联传输模块相连，所述物联传输模块与用于探测工业设备边缘数据的物联感知模块相连，所述控制器与用于对所述边缘接入模块接入的边缘数据进行边缘计算的边缘计算模块相连，所述控制器与用于对所述数据采集模块采集的工业设备运行数据进行处理的数据处理单元相连；
所述控制器与用于所述物联感知模块、工业设备之间进行信息交互的无线通信模组、实时总线模组相连，所述控制器与显示模块相连；
所述控制器与用于处理分任务的分任务处理器相连，所述分任务处理器与用于进行多维建模、矩阵运算、加解密运算的辅助运算模块相连，所述分任务处理器与用于存储分任务相关数据的内部存储单元相连，所述内部存储单元包括静态存储模块、动态存储模块。
优选地，所述物联感知模块、数据采集模块接入各类工业传感器、智能仪表、PLC、DCS、工业数据库以及各类SCADA系统、MES系统。
优选地，所述工业传感器通过无线通信模组与所述物联感知模块相连，所述SCADA系统、MES系统通过扩展接口、实时总线模组与所述物联感知模块相连，实现所述工业传感器、SCADA系统、MES系统与所述物联感知模块之间的信息交互。
优选地，所述边缘接入模块包括安全保护设备，所述安全保护设备具有公钥认证机制和私钥认证机制，实现单一或批量工业设备的认证校验。
优选地，所述数据处理单元包括用于对所述数据采集模块采集的工业设备运行数据进行转换的数据转换模块，用于去除工业设备运行数据中乱码和重复部分，并对数据进行长度控制生成标准化数据的数据清除模块，以及用于对标准化数据进行聚合计算的数据计算模块。
优选地，所述静态存储模块用于分配实时硬件任务和中断处理，所述硬件任务和中断处理被分配后无法回收；所述动态存储模块用于分配非实时任务；所述静态存储模块、动态存储模块之间通过实时FIFO进行数据交换。
优选地，所述无线通信模组包括LoRa、WiFi、BLE、ZigBee，所述实时总线模组包括CANBUS、PorfiBus、ProfiNet、EtherCAT。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种可边缘计算的工业电脑具有以下有益效果：
(1)、物联感知模块探测工业设备边缘数据，物联传输模块传输边缘数据，边缘接入模块接入边缘数据，边缘计算模块对边缘接入模块接入的边缘数据进行边缘计算，无线通信模组、实时总线模组用于物联感知模块、工业设备之间进行信息交互，数据处理单元对数据采集模块采集的工业设备运行数据进行处理，从而能够借助物联感知模块、数据采集模块实现对数据的全面采集；
(2)、分任务处理器用于处理控制器分配的分任务，辅助运算模块进行多维建模、矩阵运算、加解密运算，内部存储单元用于存储分任务相关数据，减轻控制器的计算压力，有效提高计算速度，进而缩短响应时间。
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为本发明系统示意图；
图2为本发明图1中数据处理单元示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
一种可边缘计算的工业电脑，如图1和图2所示，包括控制器以及用于采集工业设备运行数据的数据采集模块，控制器与用于接入边缘数据的边缘接入模块相连，边缘接入模块与用于传输边缘数据的物联传输模块相连，物联传输模块与用于探测工业设备边缘数据的物联感知模块相连，控制器与用于对边缘接入模块接入的边缘数据进行边缘计算的边缘计算模块相连，控制器与用于对数据采集模块采集的工业设备运行数据进行处理的数据处理单元相连；
控制器与用于物联感知模块、工业设备之间进行信息交互的无线通信模组、实时总线模组相连，控制器与显示模块相连；
控制器与用于处理分任务的分任务处理器相连，分任务处理器与用于进行多维建模、矩阵运算、加解密运算的辅助运算模块相连，分任务处理器与用于存储分任务相关数据的内部存储单元相连，内部存储单元包括静态存储模块、动态存储模块。
物联感知模块、数据采集模块接入各类工业传感器、智能仪表、PLC、DCS、工业数据库以及各类SCADA系统、MES系统。
工业传感器通过无线通信模组与物联感知模块相连，SCADA系统、MES系统通过扩展接口、实时总线模组与物联感知模块相连，实现工业传感器、SCADA系统、MES系统与物联感知模块之间的信息交互。
边缘接入模块包括安全保护设备，安全保护设备具有公钥认证机制和私钥认证机制，实现单一或批量工业设备的认证校验。
数据处理单元包括用于对数据采集模块采集的工业设备运行数据进行转换的数据转换模块，用于去除工业设备运行数据中乱码和重复部分，并对数据进行长度控制生成标准化数据的数据清除模块，以及用于对标准化数据进行聚合计算的数据计算模块。
静态存储模块用于分配实时硬件任务和中断处理，硬件任务和中断处理被分配后无法回收；动态存储模块用于分配非实时任务；静态存储模块、动态存储模块之间通过实时FIFO进行数据交换。
无线通信模组包括LoRa、WiFi、BLE、ZigBee，实时总线模组包括CANBUS、PorfiBus、ProfiNet、EtherCAT。
物联感知模块探测工业设备边缘数据，物联传输模块传输边缘数据，边缘接入模块接入边缘数据，边缘计算模块对边缘接入模块接入的边缘数据进行边缘计算，无线通信模组、实时总线模组用于物联感知模块、工业设备之间进行信息交互，数据处理单元对数据采集模块采集的工业设备运行数据进行处理，从而能够借助物联感知模块、数据采集模块实现对数据的全面采集。
物联感知模块、数据采集模块接入各类工业传感器、智能仪表、PLC、DCS、工业数据库以及各类SCADA系统、MES系统。
工业传感器通过无线通信模组与物联感知模块相连，SCADA系统、MES系统通过扩展接口、实时总线模组与物联感知模块相连，实现工业传感器、SCADA系统、MES系统与物联感知模块之间的信息交互。
无线通信模组包括LoRa、WiFi、BLE、ZigBee，实时总线模组包括CANBUS、PorfiBus、ProfiNet、EtherCAT。
边缘接入模块包括安全保护设备，安全保护设备具有公钥认证机制和私钥认证机制，实现单一或批量工业设备的认证校验。
数据处理单元包括用于对数据采集模块采集的工业设备运行数据进行转换的数据转换模块，用于去除工业设备运行数据中乱码和重复部分，并对数据进行长度控制生成标准化数据的数据清除模块，以及用于对标准化数据进行聚合计算的数据计算模块。
分任务处理器用于处理控制器分配的分任务，辅助运算模块进行多维建模、矩阵运算、加解密运算，内部存储单元用于存储分任务相关数据，减轻控制器的计算压力，有效提高计算速度，进而缩短响应时间。
静态存储模块用于分配实时硬件任务和中断处理，硬件任务和中断处理被分配后无法回收；动态存储模块用于分配非实时任务；静态存储模块、动态存储模块之间通过实时FIFO进行数据交换。
值得注意的是，本发明的目的仅是为了提供一种不同于现有技术的硬件配置，使技术人员能够在这样的硬件配置下实现进一步的开发，至于软件程序可在后期由本领域的编程人员根据实际效果需要进行编程。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种可边缘计算的工业电脑，包括控制器以及用于采集工业设备运行数据的数据采集模块，其特征在于：所述控制器与用于接入边缘数据的边缘接入模块相连，所述边缘接入模块与用于传输边缘数据的物联传输模块相连，所述物联传输模块与用于探测工业设备边缘数据的物联感知模块相连，所述控制器与用于对所述边缘接入模块接入的边缘数据进行边缘计算的边缘计算模块相连，所述控制器与用于对所述数据采集模块采集的工业设备运行数据进行处理的数据处理单元相连；
所述控制器与用于所述物联感知模块、工业设备之间进行信息交互的无线通信模组、实时总线模组相连，所述控制器与显示模块相连；
所述控制器与用于处理分任务的分任务处理器相连，所述分任务处理器与用于进行多维建模、矩阵运算、加解密运算的辅助运算模块相连，所述分任务处理器与用于存储分任务相关数据的内部存储单元相连，所述内部存储单元包括静态存储模块、动态存储模块。
2.根据权利要求1所述的可边缘计算的工业电脑，其特征在于：所述物联感知模块、数据采集模块接入各类工业传感器、智能仪表、PLC、DCS、工业数据库以及各类SCADA系统、MES系统。
3.根据权利要求2所述的可边缘计算的工业电脑，其特征在于：所述工业传感器通过无线通信模组与所述物联感知模块相连，所述SCADA系统、MES系统通过扩展接口、实时总线模组与所述物联感知模块相连，实现所述工业传感器、SCADA系统、MES系统与所述物联感知模块之间的信息交互。
4.根据权利要求1所述的可边缘计算的工业电脑，其特征在于：所述边缘接入模块包括安全保护设备，所述安全保护设备具有公钥认证机制和私钥认证机制，实现单一或批量工业设备的认证校验。
5.根据权利要求1所述的可边缘计算的工业电脑，其特征在于：所述数据处理单元包括用于对所述数据采集模块采集的工业设备运行数据进行转换的数据转换模块，用于去除工业设备运行数据中乱码和重复部分，并对数据进行长度控制生成标准化数据的数据清除模块，以及用于对标准化数据进行聚合计算的数据计算模块。
6.根据权利要求1所述的可边缘计算的工业电脑，其特征在于：所述静态存储模块用于分配实时硬件任务和中断处理，所述硬件任务和中断处理被分配后无法回收；所述动态存储模块用于分配非实时任务；所述静态存储模块、动态存储模块之间通过实时FIFO进行数据交换。
7.根据权利要求1或3所述的可边缘计算的工业电脑，其特征在于：所述无线通信模组包括LoRa、WiFi、BLE、ZigBee，所述实时总线模组包括CANBUS、PorfiBus、ProfiNet、EtherCAT。
CN201910611123.1A 2019-07-08 2019-07-08 一种可边缘计算的工业电脑 Pending CN110320837A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910611123.1A CN110320837A (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种可边缘计算的工业电脑

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910611123.1A CN110320837A (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种可边缘计算的工业电脑

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110320837A true CN110320837A (zh) 2019-10-11

Family

ID=68121452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910611123.1A Pending CN110320837A (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种可边缘计算的工业电脑

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110320837A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111708667A (zh) * 2020-05-29 2020-09-25 北京赛博云睿智能科技有限公司 一种业务边缘计算方法及系统
CN111736770A (zh) * 2020-06-10 2020-10-02 深圳市华澜微电子有限公司 嵌入式安全存储器
CN112153067A (zh) * 2020-09-28 2020-12-29 周口师范学院 基于区块链的边缘计算安全模型

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205139647U (zh) * 2015-12-04 2016-04-06 合肥金新允电子技术有限公司 一种数据控制智能采集卡
CN108769066A (zh) * 2018-06-27 2018-11-06 安徽国讯芯微科技有限公司 一种边缘计算全栈微系统
CN108873712A (zh) * 2018-06-15 2018-11-23 北京王府科技有限公司 Ecs边缘计算系统
CN109067671A (zh) * 2018-07-27 2018-12-21 合肥金新允电子技术有限公司 一种新型工业以太网交换机
CN109885566A (zh) * 2019-02-25 2019-06-14 南京世界村云数据产业集团有限公司 一种数据采集与边缘计算系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205139647U (zh) * 2015-12-04 2016-04-06 合肥金新允电子技术有限公司 一种数据控制智能采集卡
CN108873712A (zh) * 2018-06-15 2018-11-23 北京王府科技有限公司 Ecs边缘计算系统
CN108769066A (zh) * 2018-06-27 2018-11-06 安徽国讯芯微科技有限公司 一种边缘计算全栈微系统
CN109067671A (zh) * 2018-07-27 2018-12-21 合肥金新允电子技术有限公司 一种新型工业以太网交换机
CN109885566A (zh) * 2019-02-25 2019-06-14 南京世界村云数据产业集团有限公司 一种数据采集与边缘计算系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111708667A (zh) * 2020-05-29 2020-09-25 北京赛博云睿智能科技有限公司 一种业务边缘计算方法及系统
CN111708667B (zh) * 2020-05-29 2021-10-15 北京赛博云睿智能科技有限公司 一种业务边缘计算方法及系统
CN111736770A (zh) * 2020-06-10 2020-10-02 深圳市华澜微电子有限公司 嵌入式安全存储器
CN111736770B (zh) * 2020-06-10 2024-02-27 深圳市华澜微电子有限公司 嵌入式安全存储器
CN112153067A (zh) * 2020-09-28 2020-12-29 周口师范学院 基于区块链的边缘计算安全模型

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110719210B (zh) 一种基于云边协同的工业设备预测性维护方法
CN109491790B (zh) 基于容器的工业物联网边缘计算资源分配方法及系统
CN104025549B (zh) 与服务器事务延迟信息相关的技术
CN110320837A (zh) 一种可边缘计算的工业电脑
CN108989358B (zh) 一种基于tcp/ip协议纺机运行数据获取方法
CN109151072A (zh) 一种基于雾节点的边缘计算系统
CN103761309A (zh) 一种运营数据处理方法及系统
CN108322548A (zh) 一种基于云计算的工业过程数据解析平台
CN113176948B (zh) 边缘网关、边缘计算系统及其配置方法
CN113179190B (zh) 边缘控制器、边缘计算系统及其配置方法
CN103812949A (zh) 一种面向实时云平台的任务调度与资源分配方法及系统
CN110417757A (zh) 一种基于边缘计算网关的工业数据存储系统
CN107040608A (zh) 一种数据处理方法及系统
CN114048857A (zh) 算力分配方法、装置及算力服务器
CN105162628A (zh) 快速确定网络合理告警阈值的系统和方法
CN113055478A (zh) 一种设备数据的处理方法、装置、设备及介质
CN106910146A (zh) 一种基于流式处理技术的异构教育数据交换平台及方法
CN111242807A (zh) 一种变电站数据接入泛在电力物联网的方法
US11822325B2 (en) Methods and systems for managing a pipe network of natural gas
CN114221908A (zh) 动态限流熔断处理方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112905571B (zh) 一种列车轨道交通传感器数据管理方法及装置
CN105320711A (zh) 巨量数据存取方法以及使用该方法的系统
CN103425523A (zh) 一种pmu在线应用系统的并行计算系统及其方法
WO2021147319A1 (zh) 一种数据处理方法、装置、设备及介质
CN111176242B (zh) 分布式控制系统的监控数据传输方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191011