CN112702430A - 一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统、方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统、方法及其应用,包括若干图像采集设备、服务器、用户端计算机和图形用户界面;服务器位于云端,安装于各条生产线的所有的图像采集设备共同连接到服务器;图像采集设备用于实时采集图像,并传输至服务器;服务器用于处理图像,并存储和管理处理结果,用户端计算机用于运行图形用户界面。本发明融合了HTTP适合传输大量数据和WebSocket能够由服务器主动实时传输数据的优点,提高了云边模式系统中数据传输的实时性、稳定性和可靠性。

Description

一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统、方法及其应用
技术领域
本发明属于电器产品外观检测技术领域,尤其是涉及一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统、方法及其应用。
背景技术
空调外机外观检测是空调外机制造流程中重要的一环。主要任务包括整机外观检测、出气栅是否安装、商标是否正确、连接管配置是否正确等问题。
随着计算机技术的发展和制造业的发展,运用计算机技术实现外观检测的方法正在逐渐取代人工,但是现行的检测系统仍然存在许多问题,例如数据存储和管理效率低下、检测设备资源浪费、多产线管理和历史数据追溯困难问题。现行的检测系统多为在每个空调生产线安装一台工业计算机和图像采集设备,造成检测设备资源浪费,检测结果存储在本地,多条产线数据合并需要人工操作;而云边模式的检测系统面临HTTP协议实时性不够强,WebSocket协议不适合传输大量数据的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统;
本发明还提供了上述数据传输系统的工作方法及其应用;
本发明解决了传统场景下的数据存储和管理效率低下、检测设备资源浪费、多产线管理和历史数据追溯困难问题。
术语解释:
1、MD5校验码:MD5校验是一种信息摘要算法,可以由给定数据计算出一个128位的散列值,称为MD5校验码,一般表示为32位16进制数字。当给定数据发生变化时,其MD5校验码会发生巨大的变化,例如英文单词“absorption”的MD5校验码为“c2214b2b092c3b71126171925c1ee861”,而“adsorption”为“c070b5a6f18a794820d70ee3ad0bad3c”。因此该校验码可以被用来判断数据是否正确。
2、WebSocket:是一种网络传输协议,可在单个TCP连接上进行全双工通信,即当WebSocket连接建立后,客户端向服务端发送数据,也允许服务端主动向客户端发送数据。
3、HTTP:中文名称为超文本传输协议,是一种网络传输协议。客户端向服务器发起HTTP请求,例如请求网页或图片,服务器收到请求后向客户端返回具体内容,例如网页、图片或者错误信息。HTTP/1.1协议中定义了八种方法,常用的有GET和POST。GET方法主要用于从服务器获取数据,POST方法主要用于向服务器发送数据。
本发明的技术方案为:
一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,包括若干图像采集设备、服务器、用户端计算机和图形用户界面;
所述服务器位于云端,安装于各条生产线的所有的图像采集设备共同连接到所述服务器;
所述图像采集设备用于实时采集图像,并传输至所述服务器;
所述服务器用于处理图像,并存储和管理处理结果,所述用户端计算机用于运行图形用户界面。从而实现对系统的实时监控与管理。
根据本发明优选的,所述服务器包括NodeJS运行环境和MySQL数据库,所述NodeJS运行环境用于运行所述服务器服务端程序,包括使用express创建应用程序接口,用于接收图像采集设备发送的图像、发送处理结果到所述用户端计算机、响应所述用户端计算机查询数据的请求;所述MySQL数据库用于存储处理结果。以解决数据存储和管理效率低下和历史数据追溯困难问题。
图形用户界面使用Web技术实现,使用HTML编写,使用Vue实现界面渲染,使用JavaScript实现数据处理和交互,有实时监控功能。
根据本发明优选的,所有的图像采集设备均通过应用程序接口共同连接到所述服务器,所述应用程序接口使用多种通信协议,具体是指:使用HTTP协议传输图像数据,使用WebSocket协议传输处理结果。
为增强数据的实时性并保证图像数据传输的稳定性,对于应用程序接口设计了一种基于HTTP和WebSocket的混合协议,用于接收图像采集设备发送的图像、发送处理结果到用户端计算机、响应用户端计算机查询数据的请求。
根据本发明优选的,所述WebSocket协议的协议中加入MD5校验码。
一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统的工作方法,包括步骤如下:
(1)所述图像采集设备实时采集图像,并传输至所述服务器;
(2)所述服务器进行图像处理,并存储和管理处理结果;
(3)所述用户端计算机运行图形用户界面。
根据本发明优选的,协议传输数据的延迟取决于网络延迟,在生产线局域网络内延迟短至可以忽略,但是传输大量数据可能会遇到阻塞问题。基于云边模式和Web技术的数据传输系统的工作方法,图像检测数据的传输过程如下:
1)用户端计算机与服务器建立WebSocket连接;
2)图像采集设备通过工业摄像头采集图像;
3)图像采集设备使用HTTP协议,使用POST方式,携带图像采集设备编号作为请求参数,向服务器发送采集到的图像,服务器返回是否上传成功;
4)服务器通过WebSocket向用户端计算机发送一条Json消息,Json消息中包含消息类型、图像采集设备编号、服务器收到的图像的存储路径即图像路径和上述参数拼接后得到字符串的MD5校验码;例如,{"type":"image","id":3,"path":"images/202012011000.jpg","code":"4bca6575783257d3a73e482b14690652"};
5)用户端计算机使用MD5校验算法对消息内容进行校验,根据Json消息中的图像路径,使用HTTP协议,使用GET方式从服务器获取图像;
6)用户端计算机的图形用户界面上实时显示图像;
7)服务器对图像进行处理,生成处理结果;包含图像结果和文本结果;
8)服务器通过WebSocket向用户端计算机发送一条Json消息,消息中包含消息类型、图像采集设备编号、包含处理结果的图像存储路径即处理结果路径、处理结果和上述参数拼接后得到字符串的MD5校验码;
9)用户端计算机使用MD5校验算法对消息内容进行校验,根据Json消息中的处理结果路径,使用HTTP协议,使用GET方式从服务器获取包含识别结果的图像;
10)用户端计算机的图像用户界面上实时显示处理结果;
11)重复执行上述步骤2)至步骤10);
12)用户端计算机与服务器断开WebSocket连接。
上述基于云边模式和Web技术的数据传输系统在空调外机外观检测系统中的应用,是指:
空调外机外观检测系统运行时,安装于各条生产线的所有的图像采集设备共同连接到所述服务器;以解决检测设备资源浪费和多产线管理问题;
所述服务器用于检测图像,并存储和管理检测结果,检测结果包括图像的拍摄时间、空调外机的型号、序列号、产线、是否通过检测或错误原因信息。
本发明的有益效果为:
1、本发明融合了HTTP适合传输大量数据和WebSocket能够由服务器主动实时传输数据的优点,提高了云边模式系统中数据传输的实时性、稳定性和可靠性。
2、本发明相较于其他仅使用HTTP协议的检测系统,具有更高的实时性,且WebSocket比HTTP具有更小的开销,同等性能下可以连接更多的设备。
3、本发明用于基于云边模式和Web技术的空调外机检测系统,多个图像采集设备共同连接到云服务器进行检测,相较于传统一产线一检测设备的模式,可以避免检测设备资源浪费,大幅降低成本,同时更方便地查看和管理检测结果。
附图说明
图1为基于云边模式和Web技术的数据传输系统架构图。
图2为图像采集设备、用户端计算机与服务器数据交互流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定,但不限于此。
实施例1
一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,包括若干图像采集设备、服务器、用户端计算机和图形用户界面;
服务器位于云端,安装于各条生产线的所有的图像采集设备共同连接到服务器;
图像采集设备用于实时采集图像,并传输至服务器;
服务器用于处理图像,并存储和管理处理结果,用户端计算机用于运行图形用户界面。从而实现对系统的实时监控与管理。
数据传输系统架构如图1,包括图像采集设备、用户端计算机、服务器、Docker容器、应用程序接口、主程序、子进程、数据库、文件存储。
图像采集设备,在空调外机经过生产线时对空调外机拍摄图像,然后通过HTTP协议传输到服务器;用户端计算机,包括图形用户界面,功能主要是实时监控系统的运行情况、识别结果、处理总数、通过数、失败数和通过率等数据,和检索数据库并追溯某一产品的处理结果。服务器,提供主程序、Docker容器、子进程、数据库、文件存储的载体。Docker容器,功能是提供主程序和子进程的容器,更好地管理程序并便于软件部署。API(应用程序接口),由主程序提供,运行在服务器上,负责数据交互,包括基于HTTP和WebSocket的混合协议的应用程序接口。主程序,处理通过应用程序接口发来的请求,包括图像上传、图像下载、消息通知、子进程运行和管理、数据库存取等功能。子进程,图像处理,将处理结果返回给主程序。数据库,处理结果的存储与维护。文件存储,包括本地硬盘,功能是存储图像和识别结果的图像。
实施例2
一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,其区别在于:
服务器包括NodeJS运行环境和MySQL数据库,NodeJS运行环境用于运行服务器服务端程序,包括使用express创建应用程序接口,用于接收图像采集设备发送的图像、发送处理结果到用户端计算机、响应用户端计算机查询数据的请求;MySQL数据库用于存储处理结果。以解决数据存储和管理效率低下和历史数据追溯困难问题。
图形用户界面使用Web技术实现,使用HTML编写,使用Vue实现界面渲染,使用JavaScript实现数据处理和交互,有实时监控功能。
实施例3
一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,其区别在于:
所有的图像采集设备均通过应用程序接口共同连接到所述服务器,所述应用程序接口使用多种通信协议,具体是指:使用HTTP协议传输图像数据,使用WebSocket协议传输处理结果。
为增强数据的实时性并保证图像数据传输的稳定性,对于应用程序接口设计了一种基于HTTP和WebSocket的混合协议,用于接收图像采集设备发送的图像、发送处理结果到用户端计算机、响应用户端计算机查询数据的请求。
HTTP协议、所述WebSocket协议的协议头中加入MD5校验码。
实施例4
实施例1-3任一所述基于云边模式和Web技术的数据传输系统的工作方法,包括步骤如下:
(1)所述图像采集设备实时采集图像,并传输至所述服务器;
(2)所述服务器进行图像处理,并存储和管理处理结果;
(3)所述用户端计算机运行图形用户界面。
协议传输数据的延迟取决于网络延迟,在生产线局域网络内延迟短至可以忽略,但是传输大量数据可能会遇到阻塞问题。基于云边模式和Web技术的数据传输系统的工作方法,如图2所示,图像检测数据的传输过程如下:
1)用户端计算机与服务器建立WebSocket连接;
2)图像采集设备通过工业摄像头采集图像;
3)图像采集设备使用HTTP协议,使用POST方式,携带图像采集设备编号作为请求参数,向服务器发送采集到的图像,服务器返回是否上传成功;
4)服务器通过WebSocket向用户端计算机发送一条Json消息,Json消息中包含消息类型、图像采集设备编号、服务器收到的图像的存储路径即图像路径和上述参数拼接后得到字符串的MD5校验码;例如,{"type":"image","id":3,"path":"images/202012011000.jpg","code":"4bca6575783257d3a73e482b14690652"};
5)用户端计算机使用MD5校验算法对消息内容进行校验,根据Json消息中的图像路径,使用HTTP协议,使用GET方式从服务器获取图像;
6)用户端计算机的图形用户界面上实时显示图像;
7)服务器对图像进行处理,生成处理结果;包含图像结果和文本结果;
8)服务器通过WebSocket向用户端计算机发送一条Json消息,消息中包含消息类型、图像采集设备编号、包含处理结果的图像存储路径即处理结果路径、处理结果和上述参数拼接后得到字符串的MD5校验码;
9)用户端计算机使用MD5校验算法对消息内容进行校验,根据Json消息中的处理结果路径,使用HTTP协议,使用GET方式从服务器获取包含识别结果的图像;
10)用户端计算机的图像用户界面上实时显示处理结果;
11)重复执行上述步骤2)至步骤10);
12)用户端计算机与服务器断开WebSocket连接。
实施例5
上述基于云边模式和Web技术的数据传输系统在空调外机外观检测系统中的应用,是指:
空调外机外观检测系统运行时,安装于各条生产线的所有的图像采集设备共同连接到所述服务器;以解决检测设备资源浪费和多产线管理问题;
所述服务器用于检测图像,并存储和管理检测结果,检测结果包括图像的拍摄时间、空调外机的型号、序列号、产线、是否通过检测或错误原因信息。检测结果包含图像结果和文本结果;文本结果中包含空调外机型号、序列号等所有其他需要的数据,例如{"type":"result","id":3,"path":"images/202012011001.jpg","data":"XXXX000001","code":"5844c06afe8afcf3b026795c4a31ea23"};
传统模式下每条产线部署一套检测装置,而检测设备的利用率取决于生产线运行速度,每个产品实际检测用时不足一秒而要等待十秒才会检测下一个产品,同时检测结果存储在本地,多条产线数据合并需要人工操作。而多个图像采集设备共同连接到云服务器进行检测,检测结果数据全部保存在云端,可以统一查询、分析、导出,就可以避免上述检测设备资源浪费和多产线管理复杂的问题。
传统模式下使用Excel软件管理数据仍需耗费人力进行数据筛选和管理,为解决数据的存储问题和管理问题和历史数据追溯问题,本发明使用MySQL数据库实现数据存储与高效检索,存储空调外机外观检测结果,包括图像的拍摄时间、空调外机的型号、序列号、产线、是否通过检测或错误原因信息。使用Express框架创建应用程序接口。
为提高客户端图形用户界面的通用性,图形用户界面使用Web技术实现。界面主体部分使用HTML编写,使用Vue实现界面内容的渲染,包括系统的运行状态、拍摄的图像、通过数、失败数、通过率。使用JavaScript实现图像检测数据的传输协议,并实现数据处理、实时监控和用户交互功能,具体包括:
(1)实时监控系统的运行状态、拍摄的图像、通过数、失败数、通过率;
(2)查询全部历史记录并计算记录条数;
(3)按照时间范围筛选记录;
(4)按照型号筛选记录;
(5)按照检测结果筛选记录。

Claims (7)

1.一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,其特征在于,包括若干图像采集设备、服务器、用户端计算机和图形用户界面;
所述服务器位于云端,所有的图像采集设备共同连接到所述服务器;所述图像采集设备用于实时采集图像,并传输至所述服务器;所述服务器用于处理图像,并存储和管理处理结果,所述用户端计算机用于运行图形用户界面。
2.根据权利要求1所述的一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,其特征在于,所述服务器包括NodeJS运行环境和MySQL数据库,所述NodeJS运行环境用于运行所述服务器服务端程序,包括使用Express创建应用程序接口,用于接收图像采集设备发送的图像、发送处理结果到所述用户端计算机、响应所述用户端计算机查询数据的请求;所述MySQL数据库用于存储处理结果。
3.根据权利要求1所述的一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,其特征在于,所有的图像采集设备均通过应用程序接口共同连接到所述服务器,所述应用程序接口使用多种通信协议,具体是指:使用HTTP协议传输图像数据,使用WebSocket协议传输处理结果。
4.根据权利要求3所述的一种基于云边模式和Web技术的数据传输系统,其特征在于,所述WebSocket协议的协议头中加入MD5校验码。
5.权利要求1-4任一所述基于云边模式和Web技术的数据传输系统的工作方法,其特征在于,包括步骤如下:
(1)所述图像采集设备实时采集图像,并传输至所述服务器;
(2)所述服务器进行图像处理,并存储和管理处理结果;
(3)所述用户端计算机运行图形用户界面。
6.根据权利要求5所述的基于云边模式和Web技术的数据传输系统的工作方法,其特征在于,图像检测数据的传输过程如下:
1)用户端计算机与服务器建立WebSocket连接;
2)图像采集设备通过工业摄像头采集图像;
3)图像采集设备使用HTTP协议,使用POST方式,携带图像采集设备编号作为请求参数,向服务器发送采集到的图像,服务器返回是否上传成功;
4)服务器通过WebSocket向用户端计算机发送一条Json消息,Json消息中包含消息类型、图像采集设备编号、服务器收到的图像的存储路径即图像路径和上述参数拼接后得到字符串的MD5校验码;
5)用户端计算机使用MD5校验算法对消息内容进行校验,根据Json消息中的图像路径,使用HTTP协议,使用GET方式从服务器获取图像;
6)用户端计算机的图形用户界面上实时显示图像;
7)服务器对图像进行处理,生成处理结果;
8)服务器通过WebSocket向用户端计算机发送一条Json消息,消息中包含消息类型、图像采集设备编号、包含处理结果的图像存储路径即处理结果路径、处理结果和上述参数拼接后得到字符串的MD5校验码;
9)用户端计算机使用MD5校验算法对消息内容进行校验,根据Json消息中的处理结果路径,使用HTTP协议,使用GET方式从服务器获取包含识别结果的图像;
10)用户端计算机的图像用户界面上实时显示处理结果;
11)重复执行上述步骤2)至步骤10);
12)用户端计算机与服务器断开WebSocket连接。
7.权利要求1-4任一所述的基于云边模式和Web技术的数据传输系统在空调外机外观检测系统中的应用,其特征在于,空调外机外观检测系统运行时,所有的图像采集设备共同连接到所述服务器;以解决检测设备资源浪费和多产线管理问题;所述服务器用于检测图像,并存储和管理检测结果,检测结果包括图像的拍摄时间、空调外机的型号、序列号、产线、是否通过检测或错误原因信息。
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