CN113141395A - 一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统和方法，其特征在于，包括：仪表设备端；连接端，用于与所述仪表设备端进行一对一连接，所述仪表设备端通过所述连接端对外提供数据通信，多个所述仪表设备端之间通过对应的所述连接端构建自组网络；数据管理平台，用于获取所述仪表设备端的运行状态数据，并进行数据综合分析管理，其中，所述数据综合分析管理包括：最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理；用户端，用于访问所述数据管理平台获取仪表设备端的可视化数据；本发明可为仪表设备端提供更为便捷的组网方式，并减少前期安装和后期沟通维护成本，扩大仪表设备市场领域。
Description
技术领域
本发明涉及物联网及工业自动化领域，尤其涉及一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统和方法。
背景技术
物联网的应用领域涉及到方方面面，在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用，有效的推动了这些方面的智能化发展，使得有限的资源更加合理的使用分配，从而提高了行业效率、效益。在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用，从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进，大大的提高了人们的生活质量。
目前，客户在遇到自动化仪表等设备故障时，往往需要与设备制造方进行频繁的沟通，以确定合理的解决方案，且沟通方式往往依赖于电话、短信、微信、Email，沟通效率低，成本高，变相增加了双方工作量。客户难以及时获取设备相关信息，以致于缺乏自主维护简单故障的能力。各自动化仪表往往都有各自不同的数据传输方式，数据格式以及规则多样化，导致自动化仪表之间难以进行数据共享，信息量小、传递受限。无法预测仪表现场使用故障，无法及时提醒指导客户维护。
发明内容
鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统和方法，主要解决设备缺乏标准化对外接口且前期安装和后期运行维护困难的问题。
为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。
一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统，包括：
仪表设备端；
具有统一的标准化接口的连接端，用于与所述仪表设备端进行一对一连接，所述仪表设备端通过所述连接端对外提供数据通信，多个所述仪表设备端之间通过对应的所述连接端构建自组网络；
数据管理平台，用于获取所述仪表设备端的运行状态数据，并进行数据综合分析管理，其中，所述数据综合分析管理包括：最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理；
用户端，用于访问所述数据管理平台获取仪表设备端的可视化数据；和/或，获取推送信息，所述推送信息包括故障预警、维护知识推送信息。
可选地，所述连接端通过即插即用的方式与仪表设备端连接。
可选地，所述连接端集成以下一种或多种通信模块：RS485、蓝牙、NB-IoT、LoRa、Zigbee、4G/5G。
可选地，每个所述仪表设备端设置识别码，所述用户端通过读取所述识别码获取对应仪表设备端的关联数据，包括设备参数、操作手册、故障排查指南。
可选地，多个所述仪表设备端之间通过对应的所述连接端构建自组网络，包括：
以所述仪表设备端作为网络节点，每个所述网络节点通过对应的连接端查询信号覆盖范围内的可用网络节点，建立网络节点之间的连接，并在每个网络节点记录已建立连接的网络节点信息。
可选地，所述数据管理平台对接计算管理系统，通过所述计算管理系统对所述运行状态数据进行综合分析。
可选地，包括显示模块，用于从所述数据管理平台获取可视化显示数据并展示。
一种仪表设备物联网构建及其设备运维方法，包括：
获取仪表设备运行数据，并通过与所述仪表设备对接的连接组件将所述运行数据发送至服务器进行数据综合分析；其中，多个设备之间通过所述连接组件构建自组网络；所述数据综合分析管理包括：最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理；
通过访问所述服务器端获取所述仪表设备对应的可视化数据；和/或，获取推送信息，所述推送信息包括故障预警、维护知识推送信息，并根据获取的数据对所述设备进行维护管理。
可选地，服务器端向设备管理方输出数据综合分析结果，其中，输出方式包括：邮件、可视化交互界面、短信。
可选地，为设备设置标识码，通过便携式终端识别所述标识码，获取对应设备的关联数据，其中关联数据包括设备参数、操作手册、故障排查指南。
如上所述，本发明一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统及方法，具有以下有益效果。
即插即用的结构连接方式让用户自己可以DIY物联网仪表；通过大数据计算，仪表现场运行健康状态监测和预测分析，预测仪表现场使用故障和维护使用建议，加强了仪表使用安全性；并减少前期安装和后期沟通维护成本，扩大仪表设备市场领域。
附图说明
图1为本发明一实施例中仪表设备物联网构建及其设备运维系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，本发明提供一种仪表设备物联网构建及运维系统，包括仪表设备端01，连接端02、数据管理平台03、用户端04。
在一实施例中，每个仪表设备端01可连接一个连接端02，仪表设备端01可包括自动化仪表如温度仪表、压力仪表、流量计仪表、分析仪表、控制(调节)阀等。各自动化仪表分别设置标准化接口，通过标准化接口对接连接端02，如可采用USB接口对接连接端02。可选地，连接端02为即插即用设备，可直接通过标准化接口连接在各仪表设备端01上，获取仪表设备端01的实时数据。
在一实施例中，连接端02具有统一的标准化接口，标准化接口可集成一个或多个通信模块，通过通信模块构建设备之间互联的物联网网络。该标准化接口通过统一的供电方式、连接方式、接口外形及尺寸设计，实现连接端02与仪表设备端01的专用对接方式，实现一对一的即插即用连接。具体地，通信模块可包括RS485、蓝牙、NB-IoT、LoRa、Zigbee、4G/5G等通信模块。可根据客户实际应用需求，选择其中一种或多种通信模块集成到连接端02，用于组建仪表设备物联网网络。也可统一开发包含多种通信模块的连接端02，客户组建仪表设备物联网网络时，自行选择其中合适的通信模块。通过无线通信模块组建物联网网络，不需要额外铺设电缆，减少建设布局成本，且设备位置调整更为灵活。基于统一的标准化接口，可将连接端02作为连接各类仪表设备的系列产品，如可根据不同客户对工业级无线数据网络的需求，设计成包含不同类别协议的连接端02。
在一实施例中，在组建仪表设备物联网网络时，可将仪表设备端01和与该仪表设备端01对接的连接端02看作网络节点，网络节点通过连接端02查询信号覆盖范围内是否存在可用网络节点，如存在，则建立网络节点间的连接关系，并在每个网络节点中记录与该网络节点连接的网络节点信息，包括MAC地址，设备名等。示例性地，以蓝牙组网为例，蓝牙5.0目前有效传输距离可达到上百米，在这一范围内，仪表设备端A查询到仪表设备端B和C，而在仪表设备端B查询到仪表设备端D，仪表设备端C查询到仪表设备端E，则可建立包含仪表设备端A-E的自组网络，在各仪表设备端存储建立自组网络的所有仪表设备端信息，包括仪表设备端地址，仪表设备端之间连接关系等，进而实现较大范围的组网。
在一实施例中，仪表设备端01可通过连接端02连接局域网或广域网，将仪表设备端01的运行数据输出至数据管理平台03。数据管理平台03对接计算管理系统，通过计算管理系统对仪表设备端01的运行数据进行综合分析。其中，计算管理系统可包括远程SCADA系统、PAS300控制系统等。综合分析包括最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理。具体地，可采用工业智能仪器仪表性能测试方法和参数趋势分析技术，基于模式关联分析、演变分析以及性能退化分析的仪表状态评估和预测技术，预测设备的最优运行参数或运行方式，并向客户推送最优运行建议。也可采用基于多源不确定性-多应力-多物理场的仪表故障建模技术,利用工业智能仪器仪表性能测试方法和参数趋势分析，基于温度、压力、流量、物位、阀门定位器、执行机构等典型现场仪表验证所提出的技术，通过仪表现场运行健康状态监测，大数据分析，预测仪表现场使用故障和维护使用建议，为实现仪表预测性维护提供技术支持。可选地，数据管理平台03可采用云平台。
在一实施例中，数据管理平台03可与显示模块连接，显示模块可为设备拥有方提供实时运行数据以及综合数据分析结果的可视化数据展示。显示模块可包括设备拥有方的电脑显示屏或展厅大屏等，具体设置位置可根据需求进行调整。
在一实施例中，可在每个仪表设备端01设置标识码如二维码、条形码等。通过用户端04扫描设备上的二维码获取该设备的关联数据。其中关联数据可包括设备参数、人工智能经验推荐、智能检索资料、手册、备件、设备历史维修记录、备件更换记录、保养记录、隐患消缺记录、故障排查及指导建议等。可选地，用户端04可采用便携式终端，便携式终端可包括手机、平板或其他具有显示界面的手持终端设备。便携式终端可通过登录专用APP启动扫码功能，识别仪表设备端01的标识码，标识码可关联数据管理平台03的访问链接，便携式终端通过识别标识码进行身份验证等操作后从数据管理平台03获取对应仪表设备端01的关联数据。同时数据管理平台03也可向便携式终端推送最优运行方式、故障排查方法、实时运行动态数据等信息，以便于管理人员根据相关信息对仪表设备端01进行管理维护。可选地，也可通过用户端04识别标识码获取当前仪表设备端01信息，并根据当前仪表设备端01信息访问与当前仪表设备端01信息组网的其他仪表设备端01关联数据信息，避免重复扫描其他仪表设备端01标识码，实现数据信息交互共享。
可选地，数据管理平台03对仪表设备端01运行数据进行分类，按分类类别向不同权限的目标对象推送综合分析数据。针对设备故障或最优运行方案可向设备管理员的手机端等设备进行实时推送，实现故障预警以及方便客户及时了解仪表设备的运行状况。针对各设备的综合运行监控数据如状态分布图等，可向上一级管理者进行实时推送。具体权限与类别对应关系可根据实际需求进行调整，这里不作限制。可选地，数据管理平台03也可通过短信、邮件、可视化交互界面等方式向用户端04或具体客户的手持终端推送相关信息，如可将具体维护资料的访问链接通过短信或邮件的方式发送至用户端04，客户点击访问链接登录数据管理平台03下载对应的仪表设备维护资料。可选地，用户端04也可通过数据管理平台03远程连接专业的工程师，针对仪表设备的疑难问题进行在线咨询，包括但不限于语音通话，聊天界面信息传递等方式。
在一实施例中，还提供了一种仪表设备物联网构建及其设备运维方法，用于执行前述系统实施例中所述的仪表设备物联网构建及其设备运维系统。由于方法实施例的技术原理与前述系统实施例的技术原理相似，因而不再对同样的技术细节做重复性赘述。
在一实施例中，一种仪表设备物联网构建及其设备运维方法，包括：获取设备运行数据，并通过与所述设备对接的连接组件将所述运行数据发送至服务器进行数据综合分析；其中，多个设备之间通过所述连接组件构建自组网络；所述数据综合分析管理包括：最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理；通过访问所述服务器端获取所述设备对应的可视化数据，并根据所述可视化数据对所述设备进行维护管理。
在一实施例中，服务器端向设备管理方输出数据综合分析结果，其中，输出方式包括：邮件、可视化交互界面、短信等。
在一实施例中，为设备设置标识码，通过便携式终端识别所述标识码，获取对应设备的关联数据，其中关联数据包括设备参数、操作手册、故障排查指南。
综上所述，本发明一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统和方法，完整物联网仪表解决方案及其产业链，规格品种适用范围大，客户选择性强，将产生数亿的经济和社会效益；“仪表+标准连接端”的结构方式，即插即用，让用户自己可以DIY物联网仪表；加快现场问题反应速度，降低了检测维护成本：数据管理平台通过大数据计算，仪表现场运行健康状态监测和预测分析，预测仪表现场使用故障和维护使用建议，加强了仪表使用安全性，经过客户许可，及时将相关产品的资料推送给客户，减少售后人员到现场能解决问题的成本；技术更新、质量控制反应速度快：设计人员、质保人员、科研人员能及时获得相关推送信息，了解使用现场的问题，能系统全面分析现场问题原因，获得创新点和改进方法；降低了前期安装和后期沟通维护相关成本、缩短了时间：现场客户、安装人员可通过访问数据管理平台对应的APP及时获得面对的该台仪表的相关资料，及时解决安装或使用中的问题；为移动旋转和较分散的设备工艺数据传递提供产品和技术支撑；由于物联仪表不需要电缆，各种仪表数据能通过无线连接发送到相关设备，降低了仪表数据传输、维护的成本；及时信息推送，为仪表检测提供有效的技术手段，降低维护成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种仪表设备物联网构建及其设备运维系统，其特征在于，包括：
仪表设备端；
具有统一的标准化接口的连接端，用于与所述仪表设备端进行一对一连接，所述仪表设备端通过所述连接端对外提供数据通信，多个所述仪表设备端之间通过对应的所述连接端构建自组网络；
数据管理平台，用于获取所述仪表设备端的运行状态数据，并进行数据综合分析管理，其中，所述数据综合分析管理包括：最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理；
用户端，用于访问所述数据管理平台获取所述仪表设备端的可视化数据；和/或，获取推送信息，所述推送信息包括故障预警、维护知识推送信息。
2.根据权利要求1所述的仪表设备物联网构建及其设备运维系统，其特征在于，所述连接端通过即插即用的方式与仪表设备端连接。
3.根据权利要求1所述的仪表设备物联网构建及其设备运维系统，其特征在于，所述连接端集成以下一种或多种通信模块：RS485、蓝牙、NB-IoT、LoRa、Zigbee、4G/5G。
4.根据权利要求1所述的仪表设备物联网构建及其设备运维方法，其特征在于，每个所述仪表设备端设置识别码，所述用户端通过读取所述识别码获取对应仪表设备端的关联数据，包括设备参数、操作手册、故障排查指南。
5.根据权利要求1所述的仪表设备物联网构建及其设备运维系统，其特征在于，多个所述仪表设备端之间通过对应的所述连接端构建自组网络，包括：
以所述仪表设备端作为网络节点，每个所述网络节点通过对应的连接端查询信号覆盖范围内的可用网络节点，建立网络节点之间的连接，并在每个网络节点记录已建立连接的网络节点信息。
6.根据权利要求1所述的仪表设备物联网构建及其设备运维系统，其特征在于，所述数据管理平台对接计算管理系统，通过所述计算管理系统对所述运行状态数据进行综合分析。
7.根据权利要求1所述的仪表设备物联网构建及其设备运维系统，其特征在于，包括显示模块，用于从所述数据管理平台获取可视化显示数据并展示。
8.一种仪表设备物联网构建及其设备运维方法，其特征在于，包括：
获取设备运行数据，并通过与所述设备对接的连接组件将所述运行数据发送至服务器进行数据综合分析；其中，多个设备之间通过所述连接组件构建自组网络；所述数据综合分析管理包括：最优运行分析、维护分析管理、故障率分析、预测监控管理、仿真控制分析、生命周期管理；
通过访问所述服务器端获取所述设备对应的可视化数据；和/或，获取推送信息，所述推送信息包括故障预警、维护知识推送信息，并根据获取的数据对所述设备进行维护管理。
9.根据权利要求8所述的仪表设备物联网构建及其设备运维方法，其特征在于，服务器端向设备管理方输出数据综合分析结果，其中，邮件、可视化交互界面、短信。
10.根据权利要求8所述的仪表设备物联网构建及其设备运维方法，其特征在于，为设备设置标识码，通过便携式终端识别所述标识码，获取对应设备的关联数据，其中关联数据包括设备参数、操作手册、故障排查指南。
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