CN112118288B - 一种基于物联网网关的工业制造通信方法 - Google Patents
一种基于物联网网关的工业制造通信方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网网关的工业制造通信方法，包括：通信终端向物联网发送请求信息和协议信息；网关模块匹配的制造或加工领域、判定通信终端的权限级别并判定通信终端权限；通信终端设置、监测和调节各加工部件的运行参数并记录加工部件运行参数变化情况。本发明通过设立多个不同的预设协议和预设领域，网关模块能够通过识别通信终端输送的协议信息以快速的选取对应的制造领域或加工领域，通过快速选取对应的领域，能够使网关模块为通信终端快速滤除绝大部分不需要的信息，从而有效提高了使用所述方法时的通信效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业制造数据管理技术领域，尤其涉及一种基于物联网网关的工业制造通信方法。
背景技术
工业物联网是指将不同的传感器设备(如RFID装置、导航定位装置、安防设备)与工业以太网结合起来，形成“物物相连的互联网”。一个国家工业制造智能化水平的高低，很大程度上取决于工业物联网的使用程度。当前国家大力推广工业信息化，通过信息通信技术和虚拟网络实体物理网络系统的结合，传统的制造业将向智能化转型，最终建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式已经成为工业制造领域的发展趋势。
然而，当前制造业融合工业互联网发展方面还存在一个共性难题：多源异构数据联网感知难题。同一生产线上不同厂商的设备常遵循不同的工控协议，通信接口各异，通信协议种类繁多，给工厂生产数据的全面感知和互联互通带来障碍，适用于异构设备数据接入的工具亟待开发。
另一方面，“数据量大、信息量少”是当前制造业在工业大数据应用方向的突出问题，工业数据量爆发式增长，对带宽和时延的要求已不是传统的云计算系统可满足的。将大量数据上传到服务器端进行处理，再返回结果给设备，这个大闭环数据响应时延高，通信终端无法对数据进行及时处理，网络拥塞对其影响大，从而导致通信终端与物联网之间的通信效率低。
发明内容
为此，本发明提供一种基于物联网网关的工业制造通信方法，用以克服现有技术中通信终端无法对物联网中大量数据进行快速筛选和处理导致的通信效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网网关的工业制造通信方法，包括：
步骤1：工业制造生产线上的通信终端向物联网发送请求信息和通信终端自带的通信协议信息；
步骤2：网关模块截取所述协议信息，判定协议信息为制造协议Hm或加工协议Hg并根据协议信息的种类从物联网中调取对应的预设制造通信协议矩阵Hm0或预设加工通信协议矩阵Hg0以使所述通信终端与对应的制造领域或加工领域进行匹配；
步骤3：网关模块从所述协议信息中识别权限标识，网关模块根据协议信息所属领域从物联网中预存的预设制造权限矩阵组Rm中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为协议信息的权限评级标准或从预设加工权限矩阵组Rg中选取对应的预设加工领域权限矩阵协议信息的权限评级标准；
步骤4：网关模块根据选定的预设制造权限矩阵或预设加工权限矩阵对所述权限标识进行权限等级的判定并根据判定结果拒绝所述通信终端与所述物联网进行数据交互或在物联网中开放指定允许范围的数据以与通信终端进行数据通信；
步骤5：所述通信终端完成数据交互时，通信终端根据接收到的数据设置所述工业制造生产线上的加工部件的运行参数，设置完成后，各加工部件按照预设的运行参数在所述工业制造生产线上制造物品或对工业制造生产线上的物品进行加工；
步骤6：所述工业制造生产线在运行时，所述通信终端会对各所述加工部件的运行参数进行监测并根据监测结果对各加工部件进行调节，通信终端会记录各加工部件的运行参数变化情况并将记录的数据上传至所述物联网；
步骤7：所述工业制造生产线运行完成时，所述通信终端控制所述工业制造生产线中各加工部件停止运行并将记录的各加工部件的运行参数变化情况备份至本地，备份完成后，通信终端停止与所述物联网的数据交互。
进一步地，所述物联网中设有预设制造协议标记矩阵Km0和预设加工协议标记矩阵Kg0；对于所述预设制造协议标记矩阵Km0，Km0（Km1，Km2，Km3，Km4），其中，Km1为第一预设制造协议标记，Km2为第二预设制造协议标记，Km3为第三预设制造协议标记，Km4为第四预设制造协议标记；对于预设加工协议标记矩阵Kg0，Kg0（Kg1，Kg2，Kg3，Kg4），其中，Kg1为第一预设加工协议标记，Kg2为第二预设加工协议标记，Kg3为第三预设加工协议标记，Kg4为第四预设加工协议标记；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议时，网关模块会识别协议信息中心的协议标记K并依次将K与所述Km0矩阵中的各项参数以及所述Kg0矩阵中的各项参数进行比对：
当协议标记K与Km1、Km2、Km3或Km4中的一个或预设制造协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为制造协议Hm；
当协议标记K与Kg1、Kg2、Kg3或Kg4中的一个或预设加工协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为加工协议Hg。
进一步地，所述物联网中储存有预设制造通信协议矩阵Hm0和预设制造领域数据矩阵M0；对于预设制造通信协议矩阵Hm0，Hm0（Hm1，Hm2，Hm3...Hmn），其中，Hm1为第一预设制造通信协议种类，Hm2为第二预设制造通信协议种类，Hm3为第三预设制造通信协议种类，Hmn为第n预设制造通信协议种类；对于预设制造领域数据矩阵M0，M0（M1，M2，M3...Mn），其中，M1为第一预设制造领域数据库，M2为第二预设制造领域数据库，M3为第三预设制造领域数据库，Mn为第n预设制造领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为制造协议Hm时，网关模块将Hm与Hm0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第一预设制造种类通信协议Hm1时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第二预设制造种类通信协议Hm2时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第三预设制造种类通信协议Hm3时，网关模块使与所述Hm3协议种类相匹配的第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第n预设制造种类通信协议Hmn时，网关模块使与所述Hmn协议种类相匹配的第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互。
进一步地，所述物联网中还设有预设制造权限矩阵组Rm（Rm1，Rm2，Rm3...Rmn），其中，Rm1为第一预设制造领域权限矩阵，Rm2为第二预设制造领域权限矩阵，Rm3为第三预设制造领域权限矩阵，Rmn为第n预设制造领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的制造领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述制造领域数据库选取对应的制造领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设制造领域权限矩阵Rm1作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设制造领域权限矩阵Rm2作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设制造领域权限矩阵Rm3作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准。
进一步地，对于所述第n预设制造领域权限矩阵Rmn，Rmn（Rmn1，Rmn2，Rmn3，Rmn4），其中，Rmn1为第n制造领域第1权限，Rmn2为第n制造领域第2权限，Rmn3为第n制造领域第3权限，Rmn4为第n制造领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准时，网关模块会将Rm依次与所述Rmn矩阵中的各项参数进行比对：
当Rm＜Rmn1时，网关模块判定所述通信终端不具备该制造领域的物联网通信权限，网关模块控制物联网不与通信终端进行数据通信；
当Rmn1≤Rm＜Rmn2时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的一级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行一级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rmn2≤Rm＜Rmn3时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的二级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行二级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rmn3≤Rm＜Rmn4时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的三级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行三级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rm＞Rmn4时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的四级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行四级制造权限允许范围内的数据通信。
进一步地，当所述网关模块控制物联网与所述通信终端在指定等级的制造权限允许范围内进行数据通信时，通信终端基于请求信息从物联网中的指定范围内进行检索：
当通信终端无法检索到所需信息时，通信终端报错并生成未检索到指定信息的错误报告；
当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm。
进一步地，所述物联网中还储存有预设加工通信协议矩阵Hg0和预设加工领域数据矩阵G0；对于预设加工通信协议矩阵Hg0，Hg0（Hg1，Hg2，Hg3...Hgi），其中，Hg1为第一预设加工通信协议矩阵，Hg2为第二预设加工通信协议矩阵，Hg3为第三预设加工通信协议矩阵，Hgi为第i预设加工通信协议矩阵；对于预设加工领域数据矩阵G0，G0（G1，G2，G3...Gi），其中，G1为第一预设加工领域数据库，G2为第二预设加工领域数据库，G3为第三预设加工领域数据库，Gi为第i预设加工领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为加工协议Hg时，网关模块将Hg与Hg0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第一预设加工种类通信协议Hg1时，网关模块使与所述Hg1协议种类相匹配的第一预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第二预设加工种类通信协议Hg2时，网关模块使与所述Hg2协议种类相匹配的第二预设加工领域数据库G2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第三预设加工种类通信协议Hg3时，网关模块使与所述Hg3协议种类相匹配的第三预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第i预设加工种类通信协议Hgi时，网关模块使与所述Hgi协议种类相匹配的第i预设加工领域数据库Gi中的信息与所述通信终端进行数据交互。
进一步地，所述物联网中还设有预设加工权限矩阵组Rg（Rg1，Rg2，Rg3...Rgi），其中，Rg1为第一预设加工领域权限矩阵，Rg2为第二预设加工领域权限矩阵，Rg3为第三预设加工领域权限矩阵，Rgi为第i预设加工领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的加工领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述加工领域数据库选取对应的加工领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设加工领域权限矩阵Rg1作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设加工领域数据库G2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设加工领域权限矩阵Rg2作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设加工领域数据库G3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设加工领域权限矩阵Rg3作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第i预设加工领域数据库Gi中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准。
进一步地，对于所述第i预设加工领域权限矩阵Rgi，Rgi（Rgi1，Rgi2，Rgi3，Rgi4），其中，Rgi1为第i加工领域第1权限，Rgi2为第i加工领域第2权限，Rgi3为第i加工领域第3权限，Rgi4为第i加工领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准时，网关模块会将Rg依次与所述Rgi矩阵中的各项参数进行比对：
当Rg＜Rgi1时，网关模块判定所述通信终端不具备该加工领域的物联网通信权限，网关模块控制物联网不与通信终端进行数据通信；
当Rgi1≤Rg＜Rgi2时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的一级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行一级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rgi2≤Rg＜Rgi3时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的二级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行二级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rgi3≤Rg＜Rgi4时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的三级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行三级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rg＞Rgi4时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的四级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行四级加工权限允许范围内的数据通信。
进一步地，当所述网关模块控制物联网与所述通信终端在指定等级的加工权限允许范围内进行数据通信时，通信终端基于请求信息从物联网中的指定范围内进行检索：
当通信终端无法检索到所需信息时，通信终端报错并生成未检索到指定信息的错误报告；
当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg。
进一步地，所述工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm和所述工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg中的参数包括温度、气压、移速、转速、功率、液位、压力、应力、路线坐标中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设立多个不同的预设协议和预设领域，网关模块能够通过识别通信终端输送的协议信息以快速的选取对应的制造领域或加工领域，通过快速选取对应的领域，能够使网关模块为通信终端快速滤除绝大部分不需要的信息，从而有效提高了使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述网关模块还会针对协议信息中的权限标识判定所述通信终端的权限等级并根据权限等级分别开放对应的数据范围，在保证物联网数据交互安全性的同时，进一步高了使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述物联网中还设有预设制造协议标记矩阵Km0和预设加工协议标记矩阵Kg0，所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议模块时，网关模块会识别协议信息中心的协议标记K并依次将K与所述Km0矩阵中的各项参数以及所述Kg0矩阵中的各项参数进行比对并根据比对结果将协议信息判定为制造协议Hm或加工协议Hg，通过识别协议信息的协议标记并根据协议标记对协议的制造/加工种类进行初步划分，能够预先确定申请协议对应的种类，从而在通信的最开始即可完成对物联网中大量数据的过滤，从而进一步高了使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述物联网中储存有预设制造通信协议矩阵Hm0（Hm1，Hm2，Hm3...Hmn）和预设制造领域数据矩阵M0（M1，M2，M3...Mn），通过将Hm协议与Hm0矩阵中的各预设协议种类进行比对以从M0矩阵中选取对应的预设制造领域数据库，通过设立对应的关系，能够在网关模块比对完成时快速选取对应的预设制造领域数据库，从而进一步提高了使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述物联网中还设有预设制造权限矩阵组Rm（Rm1，Rm2，Rm3...Rmn），当网关模块确定指定的预设领域数据库时，网关模块还会从Rm矩阵中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为Rm的评级标准，通过根据不同制造领域分别设置对应的评级标准，能够使网关模块在进行权限评级时更加精准，从而提高了使用所述方法时通信终端与物联网数据交互的安全性。
进一步地，对于所述第n预设制造领域权限矩阵Rmn，Rmn（Rmn1，Rmn2，Rmn3，Rmn4），当所述网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准时，网关模块会将Rm依次与所述Rmn矩阵中的各项参数进行比对并判定所述通信终端具备该制造领域的物联网通信权限等级，以此控制物联网与通信终端进行对应等级制造权限允许范围内的数据通信，通过在不同标准中设置对应的权限评级，能够进一步提高使用所述方法时通信终端与物联网数据交互的安全性。
进一步地，当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm，通过建立Cm矩阵以控制工业制造生产线中各加工部件的运行参数，能够进一步提高使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述物联网中储存有预设加工通信协议矩阵Hg0（Hg1，Hg2，Hg3...Hgi）和预设加工领域数据矩阵G0（G1，G2，G3...Gi），通过将Hg协议与Hg0矩阵中的各预设协议种类进行比对以从G0矩阵中选取对应的预设加工领域数据库，通过设立对应的关系，能够在网关模块比对完成时快速选取对应的预设加工领域数据库，从而进一步提高了使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述物联网中还设有预设加工权限矩阵组Rg（Rg1，Rg2，Rg3...Rgi），当网关模块确定指定的预设领域数据库时，网关模块还会从Rg矩阵中选取对应的预设加工领域权限矩阵作为Rg的评级标准，通过根据不同加工领域分别设置对应的评级标准，能够使网关模块在进行权限评级时更加精准，从而提高了使用所述方法时通信终端与物联网数据交互的安全性。
进一步地，对于所述第i预设加工领域权限矩阵Rgi，Rgi（Rgi1，Rgi2，Rgi3，Rgi4），当所述网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准时，网关模块会将Rg依次与所述Rgi矩阵中的各项参数进行比对并判定所述通信终端具备该加工领域的物联网通信权限等级，以此控制物联网与通信终端进行对应等级加工权限允许范围内的数据通信，通过在不同标准中设置对应的权限评级，能够进一步提高使用所述方法时通信终端与物联网数据交互的安全性。
进一步地，当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业加工生产线加工运行参数矩阵Cg，通过建立Cg矩阵以控制工业加工生产线中各加工部件的运行参数，能够进一步提高使用所述方法时的通信效率。
进一步地，所述工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm和所述工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg中的参数包括温度、气压、移速、转速、功率、液位、压力、应力、路线坐标中的一种或多种，所述通信终端能够根据所述工业制造生产线中指定的加工部件分别设置对应的运行参数，进一步提高了使用所述方法时的通信效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种基于物联网网关的工业制造通信方法，包括以下步骤：
步骤1：工业制造生产线上的通信终端向物联网发送请求信息和通信终端自带的通信协议信息；
步骤2：网关模块截取所述协议信息，判定协议信息为制造协议Hm或加工协议Hg并根据协议信息的种类从物联网中调取对应的预设制造通信协议矩阵Hm0或预设加工通信协议矩阵Hg0以使所述通信终端与对应的制造领域或加工领域进行匹配；
步骤3：网关模块从所述协议信息中识别权限标识，网关模块根据协议信息所属领域从物联网中预存的预设制造权限矩阵组Rm中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为协议信息的权限评级标准或从预设加工权限矩阵组Rg中选取对应的预设加工领域权限矩阵协议信息的权限评级标准；
步骤4：网关模块根据选定的预设制造权限矩阵或预设加工权限矩阵对所述权限标识进行权限等级的判定并根据判定结果拒绝所述通信终端与所述物联网进行数据交互或在物联网中开放指定允许范围的数据以与通信终端进行数据通信；
步骤5：所述通信终端完成数据交互时，通信终端根据接收到的数据设置所述工业制造生产线上的加工部件的运行参数，设置完成后，各加工部件按照预设的运行参数在所述工业制造生产线上制造物品或对工业制造生产线上的物品进行加工；
步骤6：所述工业制造生产线在运行时，所述通信终端会对各所述加工部件的运行参数进行监测并根据监测结果对各加工部件进行调节，通信终端会记录各加工部件的运行参数变化情况并将记录的数据上传至所述物联网；
步骤7：所述工业制造生产线运行完成时，所述通信终端控制所述工业制造生产线中各加工部件停止运行并将记录的各加工部件的运行参数变化情况备份至本地，备份完成后，通信终端停止与所述物联网的数据交互。
具体而言，所述物联网中设有预设制造协议标记矩阵Km0和预设加工协议标记矩阵Kg0；对于所述预设制造协议标记矩阵Km0，Km0（Km1，Km2，Km3，Km4），其中，Km1为第一预设制造协议标记，Km2为第二预设制造协议标记，Km3为第三预设制造协议标记，Km4为第四预设制造协议标记；对于预设加工协议标记矩阵Kg0，Kg0（Kg1，Kg2，Kg3，Kg4），其中，Kg1为第一预设加工协议标记，Kg2为第二预设加工协议标记，Kg3为第三预设加工协议标记，Kg4为第四预设加工协议标记；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议时，网关模块会识别协议信息中心的协议标记K并依次将K与所述Km0矩阵中的各项参数以及所述Kg0矩阵中的各项参数进行比对：
当协议标记K与Km1、Km2、Km3或Km4中的一个或预设制造协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为制造协议Hm；
当协议标记K与Kg1、Kg2、Kg3或Kg4中的一个或预设加工协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为加工协议Hg。
具体而言，所述物联网中储存有预设制造通信协议矩阵Hm0和预设制造领域数据矩阵M0；对于预设制造通信协议矩阵Hm0，Hm0（Hm1，Hm2，Hm3...Hmn），其中，Hm1为第一预设制造通信协议种类，Hm2为第二预设制造通信协议种类，Hm3为第三预设制造通信协议种类，Hmn为第n预设制造通信协议种类；对于预设制造领域数据矩阵M0，M0（M1，M2，M3...Mn），其中，M1为第一预设制造领域数据库，M2为第二预设制造领域数据库，M3为第三预设制造领域数据库，Mn为第n预设制造领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为制造协议Hm时，网关模块将Hm与Hm0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第一预设制造种类通信协议Hm1时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第二预设制造种类通信协议Hm2时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第三预设制造种类通信协议Hm3时，网关模块使与所述Hm3协议种类相匹配的第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第n预设制造种类通信协议Hmn时，网关模块使与所述Hmn协议种类相匹配的第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互。
具体而言，所述物联网中还设有预设制造权限矩阵组Rm（Rm1，Rm2，Rm3...Rmn），其中，Rm1为第一预设制造领域权限矩阵，Rm2为第二预设制造领域权限矩阵，Rm3为第三预设制造领域权限矩阵，Rmn为第n预设制造领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的制造领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述制造领域数据库选取对应的制造领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设制造领域权限矩阵Rm1作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设制造领域权限矩阵Rm2作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设制造领域权限矩阵Rm3作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准。
具体而言，对于所述第n预设制造领域权限矩阵Rmn，Rmn（Rmn1，Rmn2，Rmn3，Rmn4），其中，Rmn1为第n制造领域第1权限，Rmn2为第n制造领域第2权限，Rmn3为第n制造领域第3权限，Rmn4为第n制造领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准时，网关模块会将Rm依次与所述Rmn矩阵中的各项参数进行比对：
当Rm＜Rmn1时，网关模块判定所述通信终端不具备该制造领域的物联网通信权限，网关模块控制物联网不与通信终端进行数据通信；
当Rmn1≤Rm＜Rmn2时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的一级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行一级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rmn2≤Rm＜Rmn3时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的二级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行二级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rmn3≤Rm＜Rmn4时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的三级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行三级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rm＞Rmn4时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的四级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行四级制造权限允许范围内的数据通信。
具体而言，当所述网关模块控制物联网与所述通信终端在指定等级的制造权限允许范围内进行数据通信时，通信终端基于请求信息从物联网中的指定范围内进行检索：
当通信终端无法检索到所需信息时，通信终端报错并生成未检索到指定信息的错误报告；
当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm。
具体而言，所述物联网中还储存有预设加工通信协议矩阵Hg0和预设加工领域数据矩阵G0；对于预设加工通信协议矩阵Hg0，Hg0（Hg1，Hg2，Hg3...Hgi），其中，Hg1为第一预设加工通信协议矩阵，Hg2为第二预设加工通信协议矩阵，Hg3为第三预设加工通信协议矩阵，Hgi为第i预设加工通信协议矩阵；对于预设加工领域数据矩阵G0，G0（G1，G2，G3...Gi），其中，G1为第一预设加工领域数据库，G2为第二预设加工领域数据库，G3为第三预设加工领域数据库，Gi为第i预设加工领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为加工协议Hg时，网关模块将Hg与Hg0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第一预设加工种类通信协议Hg1时，网关模块使与所述Hg1协议种类相匹配的第一预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第二预设加工种类通信协议Hg2时，网关模块使与所述Hg2协议种类相匹配的第二预设加工领域数据库G2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第三预设加工种类通信协议Hg3时，网关模块使与所述Hg3协议种类相匹配的第三预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第i预设加工种类通信协议Hgi时，网关模块使与所述Hgi协议种类相匹配的第i预设加工领域数据库Gi中的信息与所述通信终端进行数据交互。
具体而言，所述物联网中还设有预设加工权限矩阵组Rg（Rg1，Rg2，Rg3...Rgi），其中，Rg1为第一预设加工领域权限矩阵，Rg2为第二预设加工领域权限矩阵，Rg3为第三预设加工领域权限矩阵，Rgi为第i预设加工领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的加工领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述加工领域数据库选取对应的加工领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设加工领域权限矩阵Rg1作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设加工领域数据库G2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设加工领域权限矩阵Rg2作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设加工领域数据库G3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设加工领域权限矩阵Rg3作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第i预设加工领域数据库Gi中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准。
具体而言，对于所述第i预设加工领域权限矩阵Rgi，Rgi（Rgi1，Rgi2，Rgi3，Rgi4），其中，Rgi1为第i加工领域第1权限，Rgi2为第i加工领域第2权限，Rgi3为第i加工领域第3权限，Rgi4为第i加工领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准时，网关模块会将Rg依次与所述Rgi矩阵中的各项参数进行比对：
当Rg＜Rgi1时，网关模块判定所述通信终端不具备该加工领域的物联网通信权限，网关模块控制物联网不与通信终端进行数据通信；
当Rgi1≤Rg＜Rgi2时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的一级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行一级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rgi2≤Rg＜Rgi3时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的二级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行二级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rgi3≤Rg＜Rgi4时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的三级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行三级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rg＞Rgi4时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的四级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行四级加工权限允许范围内的数据通信。
具体而言，当所述网关模块控制物联网与所述通信终端在指定等级的加工权限允许范围内进行数据通信时，通信终端基于请求信息从物联网中的指定范围内进行检索：
当通信终端无法检索到所需信息时，通信终端报错并生成未检索到指定信息的错误报告；
当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg。
具体而言，所述工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm和所述工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg中的参数包括温度、气压、移速、转速、功率、液位、压力、应力、路线坐标中的一种或多种。
至此，已经结合优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (10)
1.一种基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，包括：
步骤1：工业制造生产线上的通信终端向物联网发送请求信息和通信终端自带的通信协议信息；
步骤2：网关模块截取所述协议信息，判定协议信息为制造协议Hm或加工协议Hg并根据协议信息的种类从物联网中调取对应的预设制造通信协议矩阵Hm0或预设加工通信协议矩阵Hg0以使所述通信终端与对应的制造领域或加工领域进行匹配；
步骤3：网关模块从所述协议信息中识别权限标识，网关模块根据协议信息所属领域从物联网中预存的预设制造权限矩阵组Rm中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为协议信息的权限评级标准或从预设加工权限矩阵组Rg中选取对应的预设加工领域权限矩阵协议信息的权限评级标准；
步骤4：网关模块根据选定的预设制造权限矩阵或预设加工权限矩阵对所述权限标识进行权限等级的判定并根据判定结果拒绝所述通信终端与所述物联网进行数据交互或在物联网中开放指定允许范围的数据以与通信终端进行数据通信；
步骤5：所述通信终端完成数据交互时，通信终端根据接收到的数据设置所述工业制造生产线上的加工部件的运行参数，设置完成后，各加工部件按照预设的运行参数在所述工业制造生产线上制造物品或对工业制造生产线上的物品进行加工；
步骤6：所述工业制造生产线在运行时，所述通信终端会对各所述加工部件的运行参数进行监测并根据监测结果对各加工部件进行调节，通信终端会记录各加工部件的运行参数变化情况并将记录的数据上传至所述物联网；
步骤7：所述工业制造生产线运行完成时，所述通信终端控制所述工业制造生产线中各加工部件停止运行并将记录的各加工部件的运行参数变化情况备份至本地，备份完成后，通信终端停止与所述物联网的数据交互。
2.根据权利要求1所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中设有预设制造协议标记矩阵Km0和预设加工协议标记矩阵Kg0；对于所述预设制造协议标记矩阵Km0，Km0（Km1，Km2，Km3，Km4），其中，Km1为第一预设制造协议标记，Km2为第二预设制造协议标记，Km3为第三预设制造协议标记，Km4为第四预设制造协议标记；对于预设加工协议标记矩阵Kg0，Kg0（Kg1，Kg2，Kg3，Kg4），其中，Kg1为第一预设加工协议标记，Kg2为第二预设加工协议标记，Kg3为第三预设加工协议标记，Kg4为第四预设加工协议标记；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议时，网关模块会识别协议信息中心的协议标记K并依次将K与所述Km0矩阵中的各项参数以及所述Kg0矩阵中的各项参数进行比对：
当协议标记K与Km1、Km2、Km3或Km4中的一个或预设制造协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为制造协议Hm；
当协议标记K与Kg1、Kg2、Kg3或Kg4中的一个或预设加工协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为加工协议Hg。
3.根据权利要求2所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中储存有预设制造通信协议矩阵Hm0和预设制造领域数据矩阵M0；对于预设制造通信协议矩阵Hm0，Hm0（Hm1，Hm2，Hm3...Hmn），其中，Hm1为第一预设制造通信协议种类，Hm2为第二预设制造通信协议种类，Hm3为第三预设制造通信协议种类，Hmn为第n预设制造通信协议种类；对于预设制造领域数据矩阵M0，M0（M1，M2，M3...Mn），其中，M1为第一预设制造领域数据库，M2为第二预设制造领域数据库，M3为第三预设制造领域数据库，Mn为第n预设制造领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为制造协议Hm时，网关模块将Hm与Hm0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第一预设制造种类通信协议Hm1时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第二预设制造种类通信协议Hm2时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第三预设制造种类通信协议Hm3时，网关模块使与所述Hm3协议种类相匹配的第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第n预设制造种类通信协议Hmn时，网关模块使与所述Hmn协议种类相匹配的第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互。
4.根据权利要求3所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中还设有预设制造权限矩阵组Rm（Rm1，Rm2，Rm3...Rmn），其中，Rm1为第一预设制造领域权限矩阵，Rm2为第二预设制造领域权限矩阵，Rm3为第三预设制造领域权限矩阵，Rmn为第n预设制造领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的制造领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述制造领域数据库选取对应的制造领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设制造领域权限矩阵Rm1作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设制造领域权限矩阵Rm2作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设制造领域权限矩阵Rm3作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准。
5.根据权利要求4所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，对于所述第n预设制造领域权限矩阵Rmn，Rmn（Rmn1，Rmn2，Rmn3，Rmn4），其中，Rmn1为第n制造领域第1权限，Rmn2为第n制造领域第2权限，Rmn3为第n制造领域第3权限，Rmn4为第n制造领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准时，网关模块会将Rm依次与所述Rmn矩阵中的各项参数进行比对：
当Rm＜Rmn1时，网关模块判定所述通信终端不具备该制造领域的物联网通信权限，网关模块控制物联网不与通信终端进行数据通信；
当Rmn1≤Rm＜Rmn2时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的一级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行一级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rmn2≤Rm＜Rmn3时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的二级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行二级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rmn3≤Rm＜Rmn4时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的三级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行三级制造权限允许范围内的数据通信；
当Rm＞Rmn4时，网关模块判定所述通信终端具备该制造领域的物联网的四级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行四级制造权限允许范围内的数据通信。
6.根据权利要求5所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，当所述网关模块控制物联网与所述通信终端在指定等级的制造权限允许范围内进行数据通信时，通信终端基于请求信息从物联网中的指定范围内进行检索：
当通信终端无法检索到所需信息时，通信终端报错并生成未检索到指定信息的错误报告；
当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm；所述工业制造生产线制造运行参数矩阵Cm中的参数包括温度、气压、移速、转速、功率、液位、压力、应力、路线坐标中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中还储存有预设加工通信协议矩阵Hg0和预设加工领域数据矩阵G0；对于预设加工通信协议矩阵Hg0，Hg0（Hg1，Hg2，Hg3...Hgi），其中，Hg1为第一预设加工通信协议矩阵，Hg2为第二预设加工通信协议矩阵，Hg3为第三预设加工通信协议矩阵，Hgi为第i预设加工通信协议矩阵；对于预设加工领域数据矩阵G0，G0（G1，G2，G3...Gi），其中，G1为第一预设加工领域数据库，G2为第二预设加工领域数据库，G3为第三预设加工领域数据库，Gi为第i预设加工领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为加工协议Hg时，网关模块将Hg与Hg0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第一预设加工种类通信协议Hg1时，网关模块使与所述Hg1协议种类相匹配的第一预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第二预设加工种类通信协议Hg2时，网关模块使与所述Hg2协议种类相匹配的第二预设加工领域数据库G2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第三预设加工种类通信协议Hg3时，网关模块使与所述Hg3协议种类相匹配的第三预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的加工协议Hg为第i预设加工种类通信协议Hgi时，网关模块使与所述Hgi协议种类相匹配的第i预设加工领域数据库Gi中的信息与所述通信终端进行数据交互。
8.根据权利要求7所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中还设有预设加工权限矩阵组Rg（Rg1，Rg2，Rg3...Rgi），其中，Rg1为第一预设加工领域权限矩阵，Rg2为第二预设加工领域权限矩阵，Rg3为第三预设加工领域权限矩阵，Rgi为第i预设加工领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的加工领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述加工领域数据库选取对应的加工领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设加工领域数据库G1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设加工领域权限矩阵Rg1作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设加工领域数据库G2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设加工领域权限矩阵Rg2作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设加工领域数据库G3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设加工领域权限矩阵Rg3作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准；
当所述网关模块选用第i预设加工领域数据库Gi中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准。
9.根据权利要求8所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，对于所述第i预设加工领域权限矩阵Rgi，Rgi（Rgi1，Rgi2，Rgi3，Rgi4），其中，Rgi1为第i加工领域第1权限，Rgi2为第i加工领域第2权限，Rgi3为第i加工领域第3权限，Rgi4为第i加工领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第i预设加工领域权限矩阵Rgi作为所述协议信息中权限标识Rg的评级标准时，网关模块会将Rg依次与所述Rgi矩阵中的各项参数进行比对：
当Rg＜Rgi1时，网关模块判定所述通信终端不具备该加工领域的物联网通信权限，网关模块控制物联网不与通信终端进行数据通信；
当Rgi1≤Rg＜Rgi2时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的一级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行一级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rgi2≤Rg＜Rgi3时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的二级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行二级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rgi3≤Rg＜Rgi4时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的三级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行三级加工权限允许范围内的数据通信；
当Rg＞Rgi4时，网关模块判定所述通信终端具备该加工领域的物联网的四级通信权限，网关模块控制物联网与通信终端进行四级加工权限允许范围内的数据通信。
10.根据权利要求9所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，当所述网关模块控制物联网与所述通信终端在指定等级的加工权限允许范围内进行数据通信时，通信终端基于请求信息从物联网中的指定范围内进行检索：
当通信终端无法检索到所需信息时，通信终端报错并生成未检索到指定信息的错误报告；
当通信终端检索到所需信息时，通信终端根据检索到的信息生成工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg；所述述工业制造生产线加工运行参数矩阵Cg中的参数包括温度、气压、移速、转速、功率、液位、压力、应力、路线坐标中的一种或多种。
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