CN111741092A - 采集系统、集成终端以及检测系统 - Google Patents

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CN111741092A CN202010531670.1A CN202010531670A CN111741092A CN 111741092 A CN111741092 A CN 111741092A CN 202010531670 A CN202010531670 A CN 202010531670A CN 111741092 A CN111741092 A CN 111741092A
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郭棋武
雷彬
毕晓猛
罗天培
陈思萌
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Abstract

本发明公开了采集系统、集成终端以及检测系统，能使不同类别的检测设备发送多种包含采集的与其类别相对应检测数据和第一类别码的数据包给所述采集终端，采集终端再解析出所述数据包的检测数据和第一类别码，并从所述检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表中查找出所述数据包的第一类别码所对应的检测设备类别，根据所述数据包的检测设备类别对所述数据包的检测数据进行数据分析和数据融合，得到融合数据，从而识别出接收的检测数据所对应的检测设备的类别，进而根据所述检测设备的类别对检测数据进行数据分析和数据融合。

Description

采集系统、集成终端以及检测系统
技术领域
本发明涉及检测领域，尤其涉及采集系统、集成终端以及检测系统。
背景技术
目前检测行业内已有的常规嵌入式网关设备能够基本满足用户的具体需求，实现用户通过互联网方式查询检测现场信息的功能。但是，在现代社会急速发展的背景下，各种工业控制现场通信网络类别繁多、结构复杂、环境多变，特别是在检验检测领域，检测设备型号五花八门，使得这些通讯方式单一的传统嵌入式网关设备，作为面向特定用户的专用产品，无法识别接收的检测数据所对应的检测设备种类，进而无法检测数据进行专门性处理；
此外，由于检测类第一通信协议类别繁多，通讯接口多种多样，无法同时满足异构网络快速接入互联网和同一网络中具有不同通信方式(包括传输协议、接口方式和数据类别的差异)的终端设备接入网络的需求。并且，尽管检测终端设备的智能化、信息化已经相当普及，但不同厂家、不同型号、不同类别的检测终端设备还很难统一通信方式；
再者，一个大型检测网络通常包含多个异构局域网络，这些问题给检测网络的组网和集中控制与管理带来很大的难题。并且，智能网关是一种能够汇集、分析、封装、转发数据与信息的装备与技术。在工业领域方面，存在大量智能网关的研究方案，比如有基于蓝牙传输的智能网关、基于WiFi(无线上网)传输的智能网关、基于LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)传输的智能网关、基于Zigbee(紫蜂协议)传输的智能网关等，它们都只是针对一种无线通信方式的网关，而且功能都是比较单一的，只有简单的数据传输功能，不具备一个统一的通信标准或者是统一的传输解析协议。而且在检验检测领域，检测设备或者检测检测设备协议都是不统一的，与服务器的传输端存在协议多样化的问题，以致于造成各厂家设备和各公司平台之间的兼容性不强。
发明内容
本发明提供了一种边缘智能网关，用于解决现有的边缘智能网关无法识别接收的检测数据所对应的检测设备种类，进而无法检测数据进行专门性处理的技术问题。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种采集系统，包括多种不同类别的检测设备，所述不同类别的检测设备设置有与其类别唯一对应的第一类别码；所述检测设备用于采集对应类别的检测数据，并将采集得到的所述检测数据以及与其类别对应的第一类别码同时发送给集成终端。
优选的，所述第一类别码存储于所述检测设备的内存中；所述检测设备，用于在采集得到的所述检测数据后，查询自身的第一类别码，并将所述检测数据以及所述第一类别码封装在数据包中，发送至所述集成终端。
优选的，所述多种不同类别的检测设备分布在不同类别的异构网络中，所述检测设备还用于将所述数据包通过与其对应的异构网络发送给所述集成终端。
一种集成终端，包括：
接收模块，用于接收并将来自不同类别的检测设备的多种数据包传输给处理模块，所述数据包包括所述检测设备采集的与其类别相对应检测数据和第一类别码；
处理模块，存储有所述检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表，用于接收并解析出所述数据包中的检测数据和第一类别码，并从所述第一映射表中查找出所述数据包的第一类别码所对应的检测设备的类别，根据所述检测设备的类别对所述检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
优选的，所述接收模块包括不同类别的符合对应的第一通信协议的多种第一通信接口，所述第一通信协议的通信双方均采用包含有第一类别码的数据包进行通信；所述多种第一通信接口设置有与其对应的第一通信协议类型的第二类别码；
所述第一通信接口用于接收与使用与其对应的第一通信协议的检测设备发送来的数据包，并将自身存储的第二类别码加入所述数据包后发送给所述处理模块；
所述处理模块，存储有所述第二类别码及其对应的第一通信协议之间的第二映射表；用于接收数据包并解析所述第二类别码，并从所述第二映射表中查找所述第二类别码对应的第一通信协议的类型，并根据所述数据包所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述数据包中的检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
优选的，所述处理模块包括：
存储模块：用于存储所述第一映射表和所述第二映射表；
优先级判断模块：用于按照预先设定的优先级对各个第一通信接口传输来的数据包进行优先级排序；所述优先级按各个第一通信接口的传输的数据包的先后次序进行判断，数据包传输的时间越早，则优先级越高；
分析模块：用于按所述优先级排序由高到低依次解析各个第一通信接口传输来的数据包中的检测数据和第一类别码，并从存储模块中调用所述第一映射表中查找所述数据包的第一类别码所对应的检测设备的类别，并从所述存储模块中调用所述第二映射表中查找所述数据包所使用第一通信协议的类型，并根据所述数据包所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述数据包中的检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
优选的，所述数据分析是指根据所述检测数据所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述检测数据进行数据清洗、去噪、窗口划分和特征提取，得到合格的检测数据；所述数据融合是指以所述检测数据所对应的检测设备的类别为单位数据，将同一检测设备的类别的合格的检测数据进行融合处理，得到融合数据。
优选的，还包括与一云平台建立通信的发送模块，所述发送模块包括符合对应的多种第二通信协议的多个第二通信接口，所述发送模块用于将所述融合数据的格式转换成与所述云平台所兼容的数据格式，并检测所述各个第二通信接口的通信状态，将所述融合数据通过通信状态最好的第二通信接口上传给所述云平台。
优选的，还包括本地存储模块，所述发送模块还用于当将检测到各个第二通信接口的状态均处于中断或低于预设的状态值时，将需上传的融合数据保存至本地存储模块中，当检测到存在第二通信接口的状态高于预设的状态值时，发送模块再将存储至本地存储模块中的检测数据上传至云平台。
优选的，所述处理模块还包括防火墙模块，所述防火墙模块用于实时监测所述检测数据，并当监测到所述检测数据异常时，发送报警信号进行报警，并剔除所述异常的检测数据，所述防火墙还通过所述第二通信接口实现防火墙设置的远程更新。
优选的，集成终端为边缘智能网关，处理模块为FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列)+DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)作为核心的主控制器，处理模块内置有硬件协议栈，处理模块通过硬件协议栈来解析数据包；第一通信协议包括CoAP(The ConstrainedApplication Protocol，约束应用协议)协议、Zigbee(紫峰协议)协议、XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol，可扩展通讯和表示协议)协议、Thread(家庭物联网通讯协定技术)协议、Modbus(Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司(现在的施耐德电气Schneider Electric)于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表)协议、LoRaWAN(超长距离扩频通信协议)协议、HDLC(High-LevelData Link Control，高级数据链路控制)协议、MQTT(Message Queuing TelemetryTransport，消息队列遥测传输)协议以及AMQP(Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议)协议，第二通信协议包括TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，输控制协议/互联协议)协议、UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)协议、BOOTP(Bootstrap Protocol，引导程序协议)协议、FTP(File TransferProtocol，文件传输协议)协议、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)协议、HTTP1.1(Hypertext Transfer Protocol Version 1.1，超文本传输协议-版本1.1)协议、HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer，超文本传输安全协议)协议、DDS(Direct Digital Synthesis，直接数字频率合成)协议、XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol，可扩展通讯和表示协议)协议、JMS(Java Messaging Service，Java平台上的专业技术规范)协议、profibus(过程现场总线)协议、canbus(ControllerAreaNetwork Bus，控制器局域网总线)协议、HART(HighwayAddressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议)协议。
一种检测系统，包括：建立通信并协调工作的上述的采集系统和上述的集成终端。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明中的采集系统、集成终端以及检测系统，能使不同类别的检测设备发送多种包含采集的与其类别相对应检测数据和第一类别码的数据包给采集终端，采集终端再解析出数据包的检测数据和第一类别码，并从检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表中查找出数据包的第一类别码所对应的检测设备类别，根据数据包的检测设备类别对数据包的检测数据进行数据分析和数据融合，得到融合数据，从而识别出接收的检测数据所对应的检测设备的类别，进而根据检测设备的类别对检测数据进行数据分析和数据融合。
2、在优选方案中，本发明中的集成终端，能内置有用于与多种不同异构网络的检测设备和云平台通信的通信协议和硬件接口，能快速稳定地将各种现场检测设备和检测检测设备与互联网连接，对工业检测类检测设备和检测设备产生的检测数据进行实时采集和管理，实现大型检验检测生态网络的迅速组建以及现场测控系统的集中控制与管理。
3、在优选方案中，采用FPGA+DSP作为核心主控制器，能很好的解决数据量大、处理速度不匹配、可靠性低及精度小等问题，并能很好协调并行性与顺序性的矛盾，还具备资源丰富、功耗低等优点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例中的检测系统的结构简图；
图2是本发明优选实施例中的边缘智能网关的通信拓扑图；
图3是本发明优选实施例中的边缘智能网关的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一：
本发明公开了一种采集系统，包括多种不同类别的检测设备，所述不同类别的检测设备设置有与其类别唯一对应的第一类别码；所述检测设备用于采集对应类别的检测数据，并将采集得到的所述检测数据以及与其类别对应的第一类别码同时发送给集成终端；
在本实施例中，检测设备可以为智能传感器，如温度传感器、加速度传感器、湿度传感器等，也可以是其他类型的智能检测设备，如智能监控设备；
对于每个检测设备：在检测设备开始检测工作，需要通过嵌入式开发在检测设备的内存中植入第一类别标识码；
这样，检测设备在将检测数据发送给集成终端时，能查询自身的第一类别码，并将所述检测数据以及所述第一类别码封装在数据包中，发送至所述集成终端。
集成终端上预设与检测设备的第一通信协议适配的第一通信接口接收到数据包，集成终端根据预存的检测设备的第一通信协议解析出检测设备的上传的检测数据以及第一类别码，根据数据终端预存的检测设备的第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表，识别出检测数据所对应的检测设备类别，进而根据数据包的检测设备类别对数据包的检测数据进行数据分析和数据融合，得到融合数据。
在本实施例中，多种不同类别的检测设备均分布在不同类别的异构网络中，对应的，要想分布在不同类别的异构网络中的检测设备均将采集的检测设备发送给集成终端，集成终端应当具备多个能实现与不同类别的异构网络的检测设备通信的第一通信接口和第一通信协议即可。
实施例二：
在本实施例中公开了一种集成终端，包括：
接收模块，用于接收并将来自不同类别的检测设备的多种数据包传输给处理模块，所述数据包包括所述检测设备采集的与其类别相对应检测数据和第一类别码；
处理模块，存储有所述检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表，用于接收并解析出所述数据包中的检测数据和第一类别码，并从所述第一映射表中查找出所述数据包的第一类别码所对应的检测设备的类别，根据所述检测设备的类别对所述检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
在优选方案中，集成终端为边缘智能网关，如图2至图3所示，边缘智能网关包括依次连接的接收模块、处理模块、发送模块以及本地存储模块，其中，所述接收模块包括不同类别的符合对应的第一通信协议的多种第一通信接口，所述第一通信协议的通信双方均采用包含有第一类别码的数据包进行通信；所述多种第一通信接口设置有与其对应的第一通信协议类型的第二类别码；
所述第一通信接口用于接收与使用与其对应的第一通信协议的检测设备发送来的数据包，并将自身存储的第二类别码加入所述数据包后发送给所述处理模块；
如表1所示，第一通信协议包括CoAP协议、Zigbee协议、XMPP协议、Thread协议、Modbus协议、LoRaWAN协议、HDLC协议、MQTT协议以及AMQP协议，第二通信协议包括TCP/IP协议、UDP协议、BOOTP协议、FTP协议、DHCP协议、HTTP1.1协议、HTTPS协议、DDS协议、XMPP协议、JMS协议、profibus协议、canbus协议、HART协议；如表1所示，第一通信接口包括CAN总线接口、LoRa接口、Zigbee接口、蓝牙接口，NB-IOT接口、WiFi接口、以太网接口、有限连接网关接口等；第二硬件通信接口包括：4/5G接口、光纤接口、网线接口；
表1智能网关外围接口
接口名称 功能 备注
有线连接网关接口 控制有线连接网关
以太网网关接口 控制以太网网关
蓝牙网关通信接口 控制蓝牙网关 可接256个节点网关
LoRa网关通信接口 控制LoRa网关 可接256个节点网关
Zigbee网关通信接口 控制Zigbee网关 可接256个节点网关
WiFi网关通信接口 控制WiFi网关 可接256个节点网关
4G/5G接口 数据上传服务器
光纤、网线接口 数据上传服务器
接收模块根据提前设定好的不同类别的检测设备(如智能位移传感器、智能温度传感器)所对应的传输协议、通信方式、第一通信接口快速安排传输通道实现不同类别的数据包的上传。
具体的，处理模块包括：优先级判断模块、分析模块、储存模块以及防火墙模块，其中，优选级判断模块分别与接收模块和分析模块连接，分析模块还与储存模块和防火墙模块连接；
存储模块：用于存储检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表和第二类别码以及对应的第一通信协议之间的第二映射表；
优先级判断模块用于按照预先设定的优先级判断方法对各个第一硬件端口传输来的数据包进行优先级排序；具体为：针对接入的数据包的先后次序，依次设定不同优先级，先到的数据包判断为高优先级，后到的数据包判断为低优先级，本优先级设定并不固定，每次优先级的设定只取决于智能检测设备上传数据的先后；即优先级判断方法按各个第一硬件端口的传输的数据包的先后次序进行判断，数据包传输的时间越早，则优先级越高；作为优选方案，优先级判断模块还能根据远程终端数据请求，将远程终端请求的数据的优先级提高，从而实现快速响应。
分析模块；用于按所述优先级排序由高到低依次解析各个第一通信接口传输来的数据包中的检测数据和第一类别码，并从存储模块中调用所述第一映射表中查找所述数据包的第一类别码所对应的检测设备的类别，并从所述存储模块中调用所述第二映射表中查找所述数据包所使用第一通信协议的类型，并根据所述数据包所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述数据包中的检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
不同异构网络中的检测设备的数据包通过提前设定的传输协议、通信方式、通信模块硬件接口进入边缘智能网关后，处理模块先要判断上传的数据包是何种信号类别，是通过何种通信协议传输，是采用哪种通信方式上传，是经过何种第一通信接口，当确定检测数据的类别、传输协议、通信方式、第一通信接口后，处理模块就会按照数据包所对应的既定设计的处理方案进行处理，在优选方案，处理方案还能根据检测设备的特点、通信协议与通信方式、所需检测指标、工程检测系统方案、典型数据分析等5大关键因素决定的。
其中，数据分析是指根据检测数据所对应的检测设备类别和第一通信协议对检测数据进行数据清洗、去噪、窗口划分、特征提取，得到合格的检测数据；数据融合是指以检测数据所对应的传感器类别为单位，将同一传感器类别的合格的检测数据进行融合处理，得到融合数据。在优选方案中，数据分析还包括对合格的检测数据进行以下处理，包括：数据定制运算，数据换算，拟合波形；其中，针对地质灾害检测监控视频信号，现场音频信号，水文图形信息，地理信息、三维GIS(Geographic Information System，地理信息系统)模型信号，Bim(Building Information Modeling，建筑信息模型)模型信号接入边缘智能网关后，通过算法会进行视频图像分析，建模，数据提取等操作。
在本实施例中，数据分析和数据融合包括两大类，第一、根据检测设备中的智能传感器上传上来的数据信息，将有用信息提取出来，进行完整数据包的分析，根据设定的阈值条件或者判定条件，甄别是否为合法数据，如果是，再进行数据处理，如果不是直接剔除，比如说：经过甄别的合法数据，针对单个接口中的单个传感器传输过来的一组数据包，我可能只需要对应“电压”、“位移”、“沉降量”等采集参数的数据包，然后把这些数据包解析出来，变成以上数据量，然后对于没有用的数据包直接剔除，然后将多个接口中的多个传感器传输过来的数据完整解析完成之后，将同类型数据融合在一起，封装成标准传输格式准备往平台发送；
第二，根据检测设备的其他智能检测设备(比如全站仪，视频监控站等)上传上来的图像信息，首先扫描图片信息是否具备关键参数的摄取(简单说：就是有没有把有用的信息给我拍摄上来)，如果有，进行数据处理，如果没有，直接剔除，比如说：经过甄别的合法图像、音频信息，针对单个接口中的单个检测设备传输过来的一组数据包，我可能只需要对应图片中某个点位的信息，诸如：这座山的高度，桥的长度，尾矿库的深度等，然后把这些点位信息通过数据解析出来，变成以上数据量，并附带压缩图片信息，接着合并数据和图片信息，压缩打包进行封装，然后对于没有用的数据信息直接剔除，最后将多个接口中的多个传感器传输过来的数据信息完整解析完成之后，将同类型数据融合在一起，封装成标准传输格式(如json(JavaScriptObject Notation,JS对象简谱)格式)准备往平台发送；
在本实施例中，发送模块与一云平台建立通信，包括：符合对应的多种第二通信协议的多个第二通信接口，所述发送模块用于将所述融合数据的格式转换成与所述云平台所兼容的数据格式，并检测所述各个第二通信接口的通信状态，将所述融合数据通过通信状态最好的第二通信接口上传给所述云平台。
发送模块还用于当将检测到各个第二通信接口的状态均处于中断或低于预设的状态值时，将需上传的融合数据保存至本地存储模块中，当检测到存在第二通信接口的状态高于预设的状态值时，发送模块再将存储至本地存储模块中的融合数据上传至云平台。状态值可以为网速、丢包率以及时延，预设的状态值可以根据用户的需求或实际情况设置，这里不加限定。
当网络出现中断或者通讯信号弱的时候，所有分析模块分析处理的各种融合数据(如波形、图像、视频、音频、模型等)均存储在边缘智能网关的本地存储模块中，本地存储分区内含10T硬盘，用于各类别数据的存储。当网络恢复时，发送模块被唤醒再将融合数据上传至远程云平台。
在本实施例中，能够通过边缘智能网关的第一通信接口中的有线连接节点网关接口接收有线连接节点网关的数据，有线连接节点网关控制485接口、RS232接口、CAN总线接口、USB接口，这些接口接收对应接口的检测检测设备信息和工作状态，将按照统一的数据格式封装并转发给边缘智能网关的有线连接节点网关接口，边缘智能网关对有线连接节点接收到的数据进行简单的清洗、去噪、窗口划分、特征提取和分类识别等，最终数据分析和融合，通过4G/5G模块或者光纤、网线等通讯方式上传给服务器，服务器对数据建模分析处理，并识别报警等优先级高的信息给予优先处理。
能够通过边缘智能网关第一通信接口中的蓝牙节点网关接口接收蓝牙网关采集到的检测设备信息和工作状态，将按照统一的数据格式封装并转发给边缘智能网关的蓝牙节点网关接口，边缘智能网关对蓝牙节点接收到的数据进行简单的清洗、去噪、窗口划分、特征提取和分类识别等，最终数据分析和融合，通过4G/5G模块或者光纤、网线等通讯方式上传给服务器，服务器对数据建模分析处理，并识别报警等优先级高的信息给予优先处理。
能够通过边缘智能网关第一通信接口中的LoRa节点网关接口接收LoRa网关采集到的终端信息和工作状态，将按照统一的数据格式封装并转发给边缘智能网关的LoRa节点网关接口，边缘智能网关对LoRa节点接收到的数据进行简单的清洗、去噪、窗口划分、特征提取和分类识别等，最终数据分析和融合，通过4G/5G模块或者光纤、网线等通讯方式上传给服务器，服务器对数据建模分析处理，并识别报警等优先级高的信息给予优先处理。
能够通过边缘智能网关第一通信接口中的Zigbee节点网关接口接收Zigbee网关采集到的终端信息和工作状态，将按照统一的数据格式封装并转发给边缘智能网关的Zigbee节点网关接口，边缘智能网关对Zigbee节点接收到的数据进行简单的清洗、去噪、窗口划分、特征提取和分类识别等，最终数据分析和融合，通过4G/5G模块或者光纤、网线等通讯方式上传给服务器，服务器对数据建模分析处理，并识别报警等优先级高的信息给予优先处理。
能够通过边缘智能网关第一通信接口中的WiFi节点网关接口接收WiFi网关采集到的终端信息和工作状态，将按照统一的数据格式封装并转发给边缘智能网关的WiFi节点网关接口，边缘智能网关对WiFi节点接收到的数据进行简单的清洗、去噪、窗口划分、特征提取和分类识别等，最终数据分析和融合，通过4G/5G模块或者光纤、网线等通讯方式上传给服务器，服务器对数据建模分析处理，并识别报警等优先级高的信息给予优先处理。
能够通过边缘智能网关第一通信接口中的以太网节点网关接口接收以太网网关采集到的终端信息和工作状态，将按照统一的数据格式封装并转发给边缘智能网关的以太网节点网关接口，边缘智能网关对以太网节点接收到的数据进行简单的清洗、去噪、窗口划分、特征提取和分类识别等，最终数据分析和融合，通过4G/5G模块或者光纤、网线等通讯方式上传给服务器，服务器对数据建模分析处理，并识别报警等优先级高的信息给予优先处理。
边缘智能网关除了要具有丰富的通信接口，同样要具有感知网络接入的能力，强大的异构网络数据交换功能，能够将不同的网关接口信息按照统一的格式进行高速的数据包交换，把采集的数据转换成标准的数据格式通过4G/5G或者光纤、网线等传输给云平台。
因为根据边缘智能网关的通信模块硬件接口的不同，具有不同的信号传输特点，在本边缘智能网关中，ZigBee接口、Bluetooth接口、LoRa接口、NB-IOT接口只用于特定数据格式(如：二进制、十进制格式等)的数字数据传输，常接的智能检测检测设备有：拉线式位移检测设备、导轮式测斜检测设备、静力水准仪、裂缝计、渗压计、土压力盒、激光测距检测设备等；4/5G接口、WiFi接口、以太网接口、有线连接接口既可用于特定数据格式(如：二进制格式、十进制格式、十六进制格式等)的数字数据传输，也可用于地质灾害检测监控视频信号传输，现场音频信号传输，水文图形信息传输，地理信息传输、三维GIS模型信号传输，Bim模型信号传输等，常接的智能检测检测设备与智能检测设备有：5G全功能测试仪表平台、基坑测斜仪、GPS移动站、基准站、全站仪、数字水准仪、锚杆拉力计、数字变频测深仪等。
在本实施例中，处理模块为选用FPGA+DSP的核心主控制器，一般内嵌可配置的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、LVDS(Low-Voltage DifferentialSignaling，低电压差分信号接口)、PLL(Phase Locked Loop，锁相回路)及硬件乘法累加器等模块。用FPGA来处理数字信号可以很好的解决数据量大、处理速度不匹配、可靠性低及精度小等问题，并能很好协调并行性与顺序性的矛盾，集成了定时器、CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)、USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitte，通用同步/异步串行接收/发送器)、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)等多种外设，具备资源丰富、功耗低等优点。操作系统是管理硬件与软件的计算机程序。操作系统决定CPU(central processing unit，中央处理器)的调度策略、配置和管理内存资源、控制网络与文件系统等基本事务。因此采用Linux(称GNU/Linux，是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，其内核由林纳斯·本纳第克特·托瓦兹于1991年第一次释出。)系统来实现网关软件设计，在一定程度上可以提升网关的性能。此外，在解析通信协议时，选用硬件协议栈芯片对协议进行解析，使用专门的硬件芯片对通信协议进行解析，硬件协议栈独立于核心主控制器运行，信息的进栈/出栈、封包/解包等网络数据处理全部在协议栈芯片中进行，并且硬件协议栈代替了核心主控制器来处理中断请求，核心主控制器只需要处理面向用户的应用层数据即可。高速硬件化的协议处理能够卸载核心主控制器对于协议数据处理的负载，核心主控制器能够腾出更多的资源去完成其他工作，从而核心主控制器可以保持高效运转，保证高速、稳定的网络传输。同时，使用硬件逻辑门电路对通信协议进行处理是不可攻击的，可以避免核心主控制器受到网络攻击。网络攻击不会对核心主控制器中的主程序产生影响，增加了核心主控制器的安全性，充分弥补了网络协议安全性不足的短板。
实施例三
如图1所示，在本实施例中公开了一种检测系统，包括采集系统和集成终端，采集系统包括多种处于不同类别异构网络中的检测设备，一种异构网络中至少包含一种与其他异构网络不同类别的检测设备；不同类别的检测设备具有与其类别唯一对应的第一类别码；
集成终端包括依次连接的接收模块、处理模块、发送模块以及本地存储模块，其中，接收模块包括不同类别的多种第一通信协议以及不同类别的多种第一通信接口，不同类别的多种的第一通信协议与不同类别的多种第一通信接口相对应，多种第一通信接口具有与其对应的第一通信协议的第二类别码，不同类别的第一通信接口与不同类别的异构网络一一对应，且与对应的异构网络中的检测设备均使用同一通信协议；
检测设备用于采集与其类别相对应的检测数据，并将检测数据以及与其类别对应的第一类别码通过与其对应的异构网络以及对应的第一通信接口发送给集成终端；
第一通信接口用于接收与使用与其对应的第一通信协议的检测设备发送来的数据包，并将存储的第二类别码和数据包发送给处理模块；处理模块存储有第二类别码及其对应的第一通信协议之间的第二映射表，用于接收第二类别码，并从第二映射表中查找出第二类别码对应的第一通信协议，并根据数据包所对应的检测设备类别和第一通信协议对数据包中的检测数据进行数据分析和数据融合，得到融合数据。
发送模块包括多种第二通信协议和多个第二通信接口，多个第二通信接口与多个第二通信协议相对应，发送模块用于将融合数据的格式转换成与云平台所兼容的数据格式，并检测各个第二通信接口的通信状态，将融合数据通过通信状态最好的第二通信接口上传给云平台。发送模块还用于当将检测到各个第二通信接口的状态均处于中断或低于预设的状态值时，将需上传的融合数据保存至本地存储模块中，当检测到存在第二通信接口的状态高于预设的状态值时，发送模块再将存储至本地存储模块中的检测数据上传至云平台。
综上，本发明中的采集系统、集成终端以及检测系统，能使不同类别的检测设备发送多种包含采集的与其类别相对应检测数据和第一类别码的数据包给采集终端，采集终端再解析出数据包的检测数据和第一类别码，并从检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表中查找出数据包的第一类别码所对应的检测设备类别，根据数据包的检测设备类别对数据包的检测数据进行数据分析和数据融合，得到融合数据，从而识别出接收的检测数据所对应的检测设备的类别，进而根据检测设备的类别对检测数据进行数据分析和数据融合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种采集系统，其特征在于，包括多种不同类别的检测设备，所述不同类别的检测设备设置有与其类别唯一对应的第一类别码；所述检测设备用于采集对应类别的检测数据，并将采集得到的所述检测数据以及与其类别对应的第一类别码同时发送给集成终端。
2.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述第一类别码存储于所述检测设备的内存中；所述检测设备，用于在采集得到的所述检测数据后，查询自身的第一类别码，并将所述检测数据以及所述第一类别码封装在数据包中，发送至所述集成终端。
3.根据权利要求2所述的采集系统，其特征在于，所述多种不同类别的检测设备分布在不同类别的异构网络中，所述检测设备还用于将所述数据包通过与其对应的异构网络发送给所述集成终端。
4.一种集成终端，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收并将来自不同类别的检测设备的多种数据包传输给处理模块，所述数据包包括所述检测设备采集的与其类别相对应检测数据和第一类别码；
处理模块，存储有所述检测设备第一类别码以及对应的检测设备类别之间的第一映射表，用于接收并解析出所述数据包中的检测数据和第一类别码，并从所述第一映射表中查找出所述数据包的第一类别码所对应的检测设备的类别，根据所述检测设备的类别对所述检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
5.根据权利要求4所述的集成终端，其特征在于，所述接收模块包括不同类别的符合对应的第一通信协议的多种第一通信接口，所述第一通信协议的通信双方均采用包含有第一类别码的数据包进行通信；所述多种第一通信接口设置有与其对应的第一通信协议类型的第二类别码；
所述第一通信接口用于接收与使用与其对应的第一通信协议的检测设备发送来的数据包，并将自身存储的第二类别码加入所述数据包后发送给所述处理模块；
所述处理模块，存储有所述第二类别码及其对应的第一通信协议之间的第二映射表；用于接收数据包并解析所述第二类别码，并从所述第二映射表中查找所述第二类别码对应的第一通信协议的类型，并根据所述数据包所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述数据包中的检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
6.根据权利要求5所述的集成终端，其特征在于，所述处理模块包括：
存储模块：用于存储所述第一映射表和所述第二映射表；
优先级判断模块：用于按照预先设定的优先级对各个第一通信接口传输来的数据包进行优先级排序；所述优先级按各个第一通信接口的传输的数据包的先后次序进行判断，数据包传输的时间越早，则优先级越高；
分析模块：用于按所述优先级排序由高到低依次解析各个第一通信接口传输来的数据包中的检测数据和第一类别码，并从存储模块中调用所述第一映射表中查找所述数据包的第一类别码所对应的检测设备的类别，并从所述存储模块中调用所述第二映射表中查找所述数据包所使用第一通信协议的类型，并根据所述数据包所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述数据包中的检测数据进行对应的数据分析和数据融合，得到融合数据。
7.根据权利要求6所述的集成终端，其特征在于，所述数据分析是指根据所述检测数据所对应的检测设备的类别和第一通信协议的类型对所述检测数据进行数据清洗、去噪、窗口划分和特征提取，得到合格的检测数据；所述数据融合是指以所述检测数据所对应的检测设备的类别为单位数据，将同一检测设备的类别的合格的检测数据进行融合处理，得到融合数据。
8.根据权利要求4-7中任意一项中所述的集成终端，其特征在于，还包括与一云平台建立通信的发送模块，所述发送模块包括符合对应的多种第二通信协议的多个第二通信接口，所述发送模块用于将所述融合数据的格式转换成与所述云平台所兼容的数据格式，并检测所述各个第二通信接口的通信状态，将所述融合数据通过通信状态最好的第二通信接口上传给所述云平台。
9.根据权利要求8所述的集成终端，其特征在于，还包括本地存储模块，所述发送模块还用于当将检测到各个第二通信接口的状态均处于中断或低于预设的状态值时，将需上传的融合数据保存至本地存储模块中，当检测到存在第二通信接口的状态高于预设的状态值时，发送模块再将存储至本地存储模块中的检测数据上传至云平台。
10.根据权利要求9所述的集成终端，其特征在于，所述处理模块还包括防火墙模块，所述防火墙模块用于实时监测所述检测数据，并当监测到所述检测数据异常时，发送报警信号进行报警，并剔除所述异常的检测数据，所述防火墙还通过所述第二通信接口实现防火墙设置的远程更新。
11.根据权利要求9-10中任意一项中所述的集成终端，其特征在于，所述集成终端为边缘智能网关，所述处理模块为FPGA+DSP作为核心的主控制器，所述处理模块内置有硬件协议栈，所述处理模块通过硬件协议栈来解析所述数据包；所述第一通信协议的类型包括CoAP协议、Zigbee协议、XMPP协议、Thread协议、Modbus协议、LoRaWAN协议、HDLC协议、MQTT协议以及AMQP协议，所述第二通信协议的类型包括TCP/IP协议、UDP协议、BOOTP协议、FTP协议、DHCP协议、HTTP1.1协议、HTTPS协议、DDS协议、XMPP协议、JMS协议、profibus协议、canbus协议和HART协议。
12.一种检测系统，其特征在于，包括：建立通信并协调工作的权利要求1-3中任意一项中所述的采集系统和权利要求4-11中任意一项中所述的集成终端。
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