CN111106998A - 一种工业边缘计算服务网关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业网关技术领域，具体涉及一种工业边缘计算服务网关，包括网络协议接口模块、数据采集模块、滤波模块、SRAM模块、中央处理器模块、接口模块和外部接收端，网络协议接口模块与设备信号连接，数据采集模块与网络协议接口模块信号连接，数据采集模块传输的信号经过滤波模块后传递给中央处理器模块，中央处理器模块处理后通过接口模块传递给外部接收端；本发明通过设置有网络协议接口模块，可以接收具有不同协议的设备所收集的信息，避免了连接设备的单一性，扩展了可接入设备的类型，提高了设备的使用率，使用了ZigBee接口，功耗极低，可以连续使用三个月以上，保证了网关的长期稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及工业网关技术领域，具体涉及一种工业边缘计算服务网关。
背景技术
在工业生产中，工业数据通信已被广泛用在各个环节，通过工业通信系统的快速反馈来对工业生产的各环节进行实时的监控。目前，对工业数据的访问主要有两种方式，一种是通过串口或总线传送到本地计算机进行控制，受到串口线的长度和区域限制，另一种是通过网络上传到云服务器，利用远程终端进行数据访问。现有的智能工业装备都是设有各种通讯接口，直接与云服务端连接，向云服务网端传输装备数据，例如各种智能电网的设备，包括断路器、继电器、电表，以及其他的终端控制设备等，然而这些设备的接口不统一，通信标准不统一，导致最终的数据集成非常困难，同时不能对不合格的产品进行再次分类，不便于对不合格产品的再加工和分类回收。
基于此，本发明设计了一种工业边缘计算服务网关，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业边缘计算服务网关，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业边缘计算服务网关，包括网络协议接口模块、数据采集模块、滤波模块、SRAM模块、中央处理器模块、接口模块和外部接收端，网络协议接口模块包含多种主流网络协议接口，通过网络协议接口与对应该种接口的设备信号连接，用于接收设备所收集的产品具体信息，数据采集模块用于接收网络协议接口模块传来的不同协议的产品信息，并将不同协议的产品信息归一化转换为用其中一种协议表达的信息，传递给滤波模块，滤波模块对信号进行滤波处理，去除信号中的噪声和毛刺，再传输给SRAM模块，SRAM模块是一种存储单元，用于存储产品的标准信息和采集到的实际信息，SRAM模块与中央处理器模块信号连接，将存储的产品标准信息和实际信息传递给中央处理器模块，中央处理器模块对产品标准信息和实际信息进行比较，将产品实际信息与标准信息的差异传送至外部接收端。
优选的，多种主流网络协议接口具体包括：Modbus接口、OPC接口、DNP3接口、DLT645接口和IEC 60870-5-104接口。
优选的，产品具体信息包括产品的型号、尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度。
优选的，滤波模块的滤波方式包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波和双边滤波。
优选的，中央处理器模块内部设有对比单元，对比单元用于对比实际信息与标准信息的差异，再具体进行详细的划分，首先判断是否合格，不合格则再具体根据尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度进行详细的划分，用于在后期有针对性的对不合格产品进行再加工。
优选的，外部接收端分为移动端和云服务器，移动端和云服务器之间也能通过网络连接互相传递信息。
优选的，接口模块包括ZigBee接口和无线局域网接口，ZigBee接口的公头连接在中央处理器模块的母头上，无线局域网接口和中央处理器模块之间通过双绞线连接。
优选的，无线局域网接口用于中央处理器模块与移动端之间的信息传递，ZigBee接口用于中央处理器模块与云服务器之间的信息传递。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置有网络协议接口模块，可以接收具有不同协议的设备所收集的信息，避免了连接设备的单一性，扩展了可接入设备的类型，提高了设备的使用率；中央处理器内部设有对比单元，可以根据产品标准信息和实际信息进行比较，具体进行详细的划分，先分为合格和不合格这两类，不合格的一类再具体根据尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度进行详细的划分，便于在后期有针对性的对不合格产品进行再加工和回收利用；使用了ZigBee接口，功耗极低，可以连续使用三个月以上，保证了网关的长期稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明结构示意图；
图2为本发明网络协议接口模块的接口示意图；
图3为本发明接口模块和外部接收端的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-网络协议接口模块，2-数据采集模块，3-滤波模块，4-SRAM模块，5-中央处理器模块，6-接口模块，601-ZigBee接口，602-无线局域网接口，7-外部接收端，701-移动端，702-云服务器。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种工业边缘计算服务网关，包括网络协议接口模块1、数据采集模块2、滤波模块3、SRAM模块4、中央处理器模块5、和外部接收端6，网络协议接口模块1包含多种主流网络协议接口，如Modbus接口、OPC接口、DNP3接口、DLT 645接口和IEC60870-5-104接口，不同的工业设备所支持的网络协议一般不同，所以需要协议接口模块1通过网络协议接口与对应该种接口的设备信号连接，收集产品的具体信息，避免了设备的单一性，能让多种设备协同工作，数据采集模块2用于接收网络协议接口模块1传来的不同协议的产品信息，并将不同协议的产品信息归一化转换为用其中一种协议表达的信息，传递给滤波模块3，滤波模块3对信号进行滤波处理，对不同的信号波形内所包含的白噪声信号等干扰信号进行区分，再针对具体的信号进行均值滤波、中值滤波、高斯滤波或者双边滤波，自动识别信号具体内的干扰信号种类，结合该种信号的具体波形，采取最适合的滤波方式进行滤波。滤波模块3去除信号中的噪声和毛刺，平滑信号波形后，将信号传输给SRAM模块4。
SRAM模块4是一种存储单元，用于存储产品的标准信息和采集到的实际信息，标准信息为提前录入的产品检验标准信息，包括产品的型号、尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度等；SRAM模块4与中央处理器模块5信号连接，将存储的产品标准信息和实际信息传递给中央处理器模块5，中央处理器模块内部设有对比单元，对比单元用于对产品标准信息和实际信息进行比较，再进行详细的划分，先分为合格和不合格这两类，不合格的一类再具体根据尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度等进行详细的划分，如若尺寸不达标，但是其他标准达标，则归类为一类，若重量不达标但是其他标准达标，则分为另一类，逐渐的对不合格的产品进行详细的分类，便于在后期有针对性的对不合格产品进行再加工；分类结束后中央处理器模块5将产品实际信息与标准信息的差异通过接口模块6传送至外部接收端7。
接口模块6包括无线局域网接口602和ZigBee接口601，外部接收端7包括移动端701和云服务器702，无线局域网接口602用于中央处理器模块与移动端之间的信息传递，ZigBee接口601用于中央处理器模块与云服务器之间的信息传递。ZigBee接口601的公头连接在中央处理器模块5的母头上，无线局域网接口602和中央处理器模块5之间通过双绞线连接。移动端701包括平板电脑、手机等移动设备，通过无线局域网接口602可以方便的查看网关传递的具体产品信息，ZigBee接口601底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层，低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全，能保证网关的长期稳定运行。云服务器702用于对传递来的信息根据需求进行进一步计算分析，移动端701和云服务器702之间也能通过网络连接互相传递信息。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：包括网络协议接口模块(1)、数据采集模块(2)、滤波模块(3)、SRAM模块(4)、中央处理器模块(5)、接口模块(6)和外部接收端(7)，所述网络协议接口模块(1)包含多种主流网络协议接口，通过网络协议接口与对应该种接口的设备信号连接，用于接收设备所收集的产品具体信息，所述数据采集模块(2)用于接收网络协议接口模块(1)传来的不同协议的产品信息，并将不同协议的产品信息归一化转换为用其中一种协议表达的信息，传递给滤波模块(3)，滤波模块(3)对信号进行滤波处理，去除信号中的噪声和毛刺，再传输给SRAM模块(4)，所述SRAM模块(4)是一种存储单元，用于存储产品的标准信息和采集到的实际信息，所述SRAM模块(4)与中央处理器模块(5)信号连接，将存储的产品标准信息和实际信息传递给中央处理器模块(5)，中央处理器模块(5)对产品标准信息和实际信息进行比较，将产品实际信息与标准信息的差异传送至外部接收端(7)。
2.根据权利要求1所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述多种主流网络协议接口具体包括：Modbus接口、OPC接口、DNP3接口、DLT 645接口和IEC 60870-5-104接口。
3.根据权利要求1所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述产品具体信息包括产品的型号、尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度。
4.根据权利要求1所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述滤波模块(3)的滤波方式包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波和双边滤波。
5.根据权利要求1所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述中央处理器模块(5)内部设有对比单元，对比单元用于对比实际信息与标准信息的差异，再具体进行详细的划分，首先判断是否合格，不合格则再具体根据尺寸、重量、内部部件的角度和内部凹槽深度进行详细的划分，用于在后期有针对性的对不合格产品进行再加工。
6.根据权利要求1所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述外部接收端(7)分为移动端(701)和云服务器(702)，移动端(701)和云服务器(702)之间也能通过网络连接互相传递信息。
7.根据权利要求1所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述接口模块(6)包括ZigBee接口(601)和无线局域网接口(602)，ZigBee接口(601)的公头连接在中央处理器模块(5)的母头上，无线局域网接口(602)和中央处理器模块(5)之间通过双绞线连接。
8.根据权利要求7所述的一种工业边缘计算服务网关，其特征在于：所述无线局域网接口(602)用于中央处理器模块(5)与移动端(701)之间的信息传递，所述ZigBee接口(601)用于中央处理器模块(5)与云服务器(702)之间的信息传递。
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