CN113536154B - 将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,涉及工业互联网技术领域。该方法包括:移动终端中的专用应用程序获取工业现场网关的位置信息及对应的设备识别信息;动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息;从云服务模块获取指定设备识别信息对应的设备的设备界面信息,并且将设备识别信息和界面信息打包成URL;利用打包的URL并通过WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息。采用移动终端替代设备专用人机界面,解决了人机界面使用中存在的各种问题,同时移动终端对具体工业设备来讲,做到了动态共享、低成本、智能化、高可靠性的使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及工业互联网技术领域,具体涉及一种将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法。
背景技术
随着工业互联网以及制造业向智能化转型发展,“设备智能化”及“工厂智能化”已经开始得到规模化普及,工业现场逐步实现智能化、无人化的操作管理,传统的通过人机界面和机器进行人机交互的方式会逐步被淘汰。传统的人机界面存在着诸多方面的问题:1、成本高(虽然价格已经降到了一定程度);2、可靠性不能得到保证,使用期限到一定程度后,维护成本高,一旦出现黑屏、触摸不灵可能导致参数无法配置,甚至导致机器停工,维修需要几个小时甚至几天;3、人机界面里面的程序版本管理困难,有些是设备厂家随设备开发的应用,使用若干年后存在无法找到对应版本的风险,在这种情况下调整和使用还需要再重新进行程序开发;4、历史数据存储空间有限,有的甚至不能存储历史数据;5、界面单一,调整维护极不方便。
然而,在无人化车间里,工业设备在某些使用场景下又面临人工干预设置机器参数这样的需求。随着工业互联网技术的发展,尤其是工业大数据可视化及web组态技术的发展和成熟。这种问题就有了解决的环境条件和技术基础。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,以解决将移动终端设备应用于工业互联网的动态共享人机交互的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明提供了一种将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,该方法包括:
移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取所述工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息,设备识别信息用于标识与工业现场网关连接的工业现场设备控制及数据采集模块所对应的工业现场设备;
移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息;
移动终端中的专用应用程序从与所述多个工业现场网关连接的云服务模块获取指定设备识别信息对应的工业现场设备的设备界面信息,并且将指定设备识别信息和设备界面信息打包成URL,设备界面信息用于呈现工业现场设备的监控数据界面;
移动终端中的专用应用程序利用打包的URL并且通过云服务模块中的WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息,
移动终端在工业现场移动过程中,移动终端中的专用应用程序实时自动获取多个工业现场网关的位置信息以及对应的设备识别信息,进而根据位置信息选择指定设备识别信息,并且从云服务模块获得对应的设备界面信息,达到了移动终端在多个工业现场设备之间动态共享的效果。
可选地,在所述移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息之前,该方法还包括:
通过移动终端中的专用应用程序,利用具有注册过工业现场网关对应的设备识别信息的用户信息进行登录;
在云服务模块的用户管理项中建立用户管理账户,并且申请邮箱激活并设置登录密码;
在云服务模块的组织设备管理项中建立组织架构;
在组织设备管理项建立好的组织架构下,单个或者批量添加或导入含有设备识别信息的CSV格式文件;
利用预先提供的PC端工具配置好工业现场网关相关硬件及云服务模块介入参数,以实现将工业现场网关作为设备接入云服务模块;
在云服务模块的设备参数配置界面中,根据工业现场设备控制及数据采集模块和所需采集参数,配置相关参数信息,生成配置文件;
在云服务模块中的文件管理云服务模块中,选择设备并下载所生成的配置文件,设备将相关变量参数上传给云服务模块;
在云服务模块的界面管理项中通过拖拽控件的方式编辑大数据界面、组织显示界面、设备显示界面,同时进行设备变量参数和控件的关联;
将设计好的大数据界面分配给首页显示,将组织显示界面分配给不同的组织,将设备参数显示界面分配给不同的设备,同时从中选择一个界面配置为移动终端的默认显示界面。
可选地,所述移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息,包括:
根据工业现场设备的环境条件,在工业现场划取以工业现场的设备为圆心,相邻设备间距的30%至40%的距离为半径的采集区域;
利用移动终端在采集区域的无遮挡区域内采集设备信息并标记,设备信息包括设备唯一标识码、无线信号强度以及移动终端相对于设备的距离;
移动终端将标记好的数据上传给云服务模块的设备定位处理云服务模块进行模型训练,以确定定位服务模型;
在移动终端连接云服务模块时,下载训练好的定位服务模型;
移动终端在工业现场采样得到包含设备信息的无线信息,并利用训练好的定位服务模型计算得到与移动终端的位置最靠近的设备的设备唯一标识码,将该设备上安装的工业现场网关确定为与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关,并且将与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息。
可选地,该方法还包括:实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,
所述实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,包括:
移动终端将获取的含有工业现场网关对应的设备识别信息的打包好的URL发送给工业现场的显示大屏监控终端;
显示大屏监控终端从WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息,从而实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步。
可选地,所述实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,具体包括:
通过工业现场网关中的低功耗蓝牙设备在不建立通讯的前提下通过GATT底层协议将含有设备识别信息的IBEACON UUID进行广播;
移动终端中的专用应用程序利用具有注册过工业现场网关对应的设备识别信息的用户信息登录,同时从云服务模块获取对应设备的默认界面信息;
移动终端中的专用应用程序自动通过获取广播IBEACON UUID和RSSI,并根据预设定位算法进行工业现场网关的定位,根据定位的相对位置,选取相应设备识别信息与该设备默认显示界面信息组成URL,移动终端中的WEBVIEW利用URL将设备的界面信息从WEB前端页面管理模块加载显示,同时语音提示界面已切换到相应设备界面,移动终端中的专用应用程序同时支持通过扫码和手动输入获取设备识别信息,再和配置的默认显示界面信息组成显示设备界面的URL;
移动终端中的专用应用程序将设备识别信息与配置的默认显示界面信息组成的URL通过Socket Client传给显示大屏监控终端中的Server;
显示大屏监控终端根据收到的URL从WEB前端页面管理模块加载显示界面,以实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的效果。
可选地,所述方法还包括:
移动终端中的专用应用程序打卡设备参数显示界面后,后台运行报警监控程序,在报警监控程序监控到注册账户下任何设备的报警信息时,界面和语音同时提示报警设备名称。
可选地,移动终端在移动过程中根据所获得的工业现场网关的位置信息以及对应的设备界面信息实现动态设备界面切换,同时进行设备界面切换语音提示、报警语音提示、语音及手势界面控制功能。
本发明的有益效果包括:
本发明提供的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法包括:移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取所述工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息,设备识别信息用于标识与工业现场网关连接的工业现场设备控制及数据采集模块所对应的工业现场设备;移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息;移动终端中的专用应用程序从与所述多个工业现场网关连接的云服务模块获取指定设备识别信息对应的工业现场设备的设备界面信息,并且将指定设备识别信息和设备界面信息打包成URL,设备界面信息用于呈现工业现场设备的监控数据界面;移动终端中的专用应用程序利用打包的URL并且通过云服务模块中的WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息,移动终端在工业现场移动过程中,移动终端中的专用应用程序实时自动获取多个工业现场网关的位置信息以及对应的设备识别信息,进而根据位置信息选择指定设备识别信息,并且从云服务模块获得对应的设备界面信息,达到了移动终端在多个工业现场设备之间动态共享的效果。采用移动终端替代设备专用人机界面,解决了人机界面使用中存在的各种问题,同时移动终端对具体工业设备来讲,做到了动态共享、低成本、智能化、高可靠性的使用效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中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1A是根据本发明实施例提供的动态共享人机交互系统的系统架构图;
图1B是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的流程示意图;
图2是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的云平台端作业流程图;
图3是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的设备定位流程图;
图4是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的移动终端作业流程图。
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他实施例,都属于本发明保护的范围。
随着工业互联网以及制造业向智能化转型发展,“设备智能化”及“工厂智能化”已经开始得到规模化普及,工业现场逐步实现智能化、无人化的操作管理,传统的通过人机界面和机器进行人机交互的方式会逐步被淘汰。然而,在无人化车间里,工业设备在某些使用场景下又面临人工干预设置机器参数这样的需求。随着工业互联网技术的发展,尤其是工业大数据可视化及web组态技术的发展和成熟。这种问题就有了解决的环境条件和技术基础。鉴于以上的工业现场工业人机接口的使用缺点以及实际需求,有必要提供一种将移动终端设备应用于工业互联网的动态共享人机交互的方法来解决这个问题。
图1A是根据本发明实施例提供的动态共享人机交互系统的系统架构图。本发明实施例提供的将移动终端应用于工业互联网的动态共享人机交互的实现方法可以用于动态共享人机交互系统。动态共享人机交互系统主要包括:至少一组工业现场设备控制及数据采集模块1;至少一组工业现场网关2;云服务模块3;客户管理监控终端模块4;客户管理监控终端模块4包括移动终端41、工业现场的显示大屏监控终端42(例如,现场大屏)以及PC等其他监视终端43。
工业现场设备控制及数据采集模块1和工业现场网关2通过现场串行总线或以太网或CAN总线用专用通讯协议进行通讯连接,工业现场网关2从工业现场设备控制及数据采集模块1中定时或触发式读取设备参数,工业现场网关2将设置参数和程序文件写入工业现场设备控制及数据采集模块1。工业现场网关2与云服务模块3连接,移动终端41能够实时连接到云服务模块3;工业现场设备控制及数据采集模块1为设备控制器,用于控制、采集工业现场设备参数;工业现场网关2用于:从设备控制器读取工业现场设备参数,对工业现场设备控制及数据采集模块1进行远程参数采集设置以及程序文件的远程更新升级,以及将所采集到的参数发送给云服务模块3。
云服务模块3包括后台业务处理模块31、数据库云服务模块32、WEB前端页面管理模块33、文件管理云服务模块34、设备定位处理云服务模块35。业务处理模块31负责设备的注册管理、业务逻辑转换、数据处理及计算等。数据库云服务模块32保存所有客户及设备信息,并且将业务处理模块处理过的所有实时数据、报警信息、日志信息、画面信息进行实时存储。WEB前端页面管理模块33用于进行画面的编辑、用户及设备资源的管理及分配操作,从数据库云服务模块32加载设备画面和所有需要的数据在WEB页面进行动态实时显示。文件管理云服务模块34是云服务模块3对设备端要上传和下发的文件以及上传下发状态的管理模块。设备定位处理云服务模块35用于对所采样的现场设备位置信息进行模型训练,可以推送所训练模型到移动终端41或者利用模型远程计算设备位置信息。移动终端41为通用移动设备(包括但不局限于手机和工业平板),负责以客户注册账户及权限登陆云平台,从现场设备获取设备及定位信息(获取方式包括但不局限于通过蓝牙、WiFi、北斗等无线获取和定位,扫码获取和定位,手动输入设备信息和定位信息),打包URL,从WEB前端页面管理模块33获取并打开相应设备的画面,同时传给显示大屏监控终端42,显示大屏监控终端42同样根据URL从WEB前端页面管理模块33获取并打开相应设备的画面。达到了移动终端41和显示大屏监控终端42动态同步显示的效果。PC等其他监视终端43可作为用户、设备、画面的管理端,大屏幕也可作为用户大数据界面监控显示端。
图1B是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的流程示意图。如图1B所示,该实现方法包括:步骤S101:移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取所述工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息,设备识别信息用于标识与工业现场网关连接的工业现场设备控制及数据采集模块所对应的工业现场设备;步骤S102:移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息;步骤S103:移动终端中的专用应用程序从与所述多个工业现场网关连接的云服务模块获取指定设备识别信息对应的工业现场设备的设备界面信息,并且将指定设备识别信息和设备界面信息打包成URL,设备界面信息用于呈现工业现场设备的监控数据界面;步骤S104:移动终端中的专用应用程序利用打包的URL并且通过云服务模块中的WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息。移动终端在工业现场移动过程中,移动终端中的专用应用程序实时自动获取多个工业现场网关的位置信息以及对应的设备识别信息,进而根据位置信息选择指定设备识别信息,并且从云服务模块获得对应的设备界面信息,达到了移动终端在多个工业现场设备之间动态共享的效果。
综上所述,采用移动终端替代设备专用人机界面,解决了人机界面使用中存在的各种问题,同时移动终端对具体工业设备来讲,做到了动态共享、低成本、智能化、高可靠性的使用效果。
可选地,在移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息之前,所述方法还包括:通过移动终端中的专用应用程序,利用具有注册过工业现场网关对应的设备识别信息的用户信息进行登录;在云服务模块的用户管理项中建立用户管理账户,并且申请邮箱激活并设置登录密码;在云服务模块的组织设备管理项中建立组织架构;在组织设备管理项建立好的组织架构下,单个或者批量添加或导入含有设备识别信息的CSV格式文件;利用预先提供的PC端工具配置好工业现场网关相关硬件及云服务模块介入参数,以实现将工业现场网关作为设备接入云服务模块;在云服务模块的设备参数配置界面中,根据工业现场设备控制及数据采集模块和所需采集参数,配置相关参数信息,生成配置文件;在云服务模块中的文件管理云服务模块中,选择设备并下载所生成的配置文件,设备将相关变量参数上传给云服务模块;在云服务模块的界面管理项中通过拖拽控件的方式编辑大数据界面、组织显示界面、设备显示界面,同时进行设备变量参数和控件的关联;将设计好的大数据界面分配给首页显示,将组织显示界面分配给不同的组织,将设备参数显示界面分配给不同的设备,同时从中选择一个界面配置为移动终端的默认显示界面。
可选地,移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息,包括:移动终端对现场设备位置信息进行采样,确认移动终端的当前位置时采用机器学习算法来进行数据处理,首先对现场设备位置信息进行采集标定,然后通过设备定位处理云服务模块训练模型,最后根据经训练的模型计算确定与移动终端的位置靠近的现场设备位置对应的设备信息,并且将该设备信息作为指定设备信息。由于每个工业现场的现场环境千差万别,如此,可以保证移动设备在界面动态切换的稳定性和可靠性。
可选地,移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息,具体包括:根据工业现场设备的环境条件,在工业现场划取以工业现场的设备为圆心,相邻设备间距的30%至40%的距离为半径的采集区域;利用移动终端在采集区域的无遮挡区域内采集设备信息并标记,设备信息包括设备唯一标识码、无线信号强度以及移动终端相对于设备的距离;移动终端将标记好的数据上传给云服务模块的设备定位处理云服务模块进行模型训练,以确定定位服务模型;在移动终端连接云服务模块时,下载训练好的定位服务模型;移动终端在工业现场采样得到包含设备信息的无线信息,并利用训练好的定位服务模型计算得到与移动终端的位置最靠近的设备的设备唯一标识码,将该设备上安装的工业现场网关确定为与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关,并且将与移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息。在工业现场,通常每台工业设备上一一对应地安装有工业现场网关,因此,在定位计算时,可以将工业设备的位置信息与其上对应的工业现场网关的位置信息等同。
可选地,所述方法还包括:实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤。实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,包括:移动终端将获取的含有工业现场网关对应的设备识别信息(例如,设备ID信息)的打包好的URL发送给工业现场的显示大屏监控终端;显示大屏监控终端从WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息,从而实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步。
可选地,实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,具体包括:通过工业现场网关中的低功耗蓝牙设备在不建立通讯的前提下通过GATT底层协议将含有设备识别信息的IBEACON UUID进行广播;移动终端中的专用应用程序利用具有注册过工业现场网关对应的设备识别信息的用户信息登录,同时从云服务模块获取对应设备的默认界面信息;移动终端中的专用应用程序自动通过获取广播IBEACON UUID和RSSI,并根据预设定位算法进行工业现场网关的定位,根据定位的相对位置,选取相应设备识别信息与该设备默认显示界面信息组成URL,移动终端中的WEBVIEW利用URL将设备的界面信息从WEB前端页面管理模块加载显示,同时语音提示界面已切换到相应设备界面,移动终端中的专用应用程序同时支持通过扫码和手动输入获取设备识别信息,再和配置的默认显示界面信息组成显示设备界面的URL;移动终端中的专用应用程序将设备识别信息与配置的默认显示界面信息组成的URL通过Socket Client传给显示大屏监控终端中的Server;显示大屏监控终端根据收到的URL从WEB前端页面管理模块加载显示界面,以实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的效果。
可选地,所述方法还包括:移动终端中的专用应用程序打卡设备参数显示界面后,后台运行报警监控程序,在报警监控程序监控到注册账户下任何设备的报警信息时,界面和语音同时提示报警设备名称。
可选地,移动终端在移动过程中根据所获得的工业现场网关的位置信息以及对应的设备界面信息实现动态设备界面切换,同时进行设备界面切换语音提示、报警语音提示、语音及手势界面控制功能。
可选地,所述方法还包括:移动终端进行工业现场网关上的二维码扫描或手动输入,以获取设备ID号(唯一标识码),从而获取相应工业现场网关所对应的设备界面。
图2是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的云平台端作业流程图;图3是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的设备定位流程图;图4是根据本发明实施例的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法的移动终端作业流程图。下面将参照图2至图4对实现方法的详细流程进行举例描述。
图2中步骤S201,用PC等其他监视终端43用已注册的管理账户登录云服务平台。图2中步骤S202,在云服务平台建立用户账户,用邮箱激活并设置用户的登录密码。图2中步骤S203,用步骤S202建立的用户账户登陆后,建立该用户下的组织架构(包括但不限于总公司,分公司,部门等组织架构),某一组织下,如果没有挂载设备,可进行组织的删除。图2中步骤S204,在步骤S203所建立的组织架构下单个或者批量添加或导入含有设备信息的CSV格式文件,将设备添加到某一组织下,设备可以进行标记坐标信息,将设备在地图上标记,设备可以删除(如果删除,该设备对应的所有信息将会被永久删除),也可在不同组织下进行转移。图2中步骤S205和S206,用提供的PC端工具配置工业现场网关相关硬件及云平台接入所需各种参数。重启工业现场网关,其作为设备便可接入云服务平台,在步骤S204中添加在组织和地图中的设备便被激活,显示为在线状态。图2中步骤S207,在云服务平台管理界面的设备管理项,根据工业现场设备控制及数据采集模块1和工业现场网关2的型号,端口,协议以及要采样的参数等信息配置各参数及变量名称。配置完后生成配置文件,该配置文件直接存在文件管理云服务模块34,该配置文件也可下载到本地以便管理保存,也可通过本地上传到文件管理云服务模块34。图2中步骤S208,在云服务平台管理界面的文件管理项,将配置文件下发到某一个或者多个设备,文件管理云服务模块34对下发状态进行监控和提示。图2中步骤S209,在云服务平台管理界面管理项中通过拖拽控件的方式编辑大数据界面,组织显示界面,设备显示界面,同时进行设备变量参数和控件的关联;以显示属性的方式还可以定制不同形式或者风格的显示界面,包括二维参数界面,比如实时曲线、实时柱状图、实时数据列表、历史曲线、历史柱状图、历史数据列表;三维界面,包括模型的动态展示,静态展示,参数框弹出隐藏等。图2中步骤S210,将设计好的大数据界面分配给首页显示,将组织显示界面分配给不同的组织,将设备界面分配给不同的设备。图2中步骤S211,将步骤S209编辑好的某一界面配置为移动设备默认显示界面,如果后续需要改变移动设备的默认显示界面,可以在此处进行修改。图2中步骤S212,用步骤S202建立的用户账户登陆后,就可以看到刚才编辑的首页大数据界面,以及组织管理树,以及各组织,各设备的实时监控画面。
图3中步骤S301,在工业现场设备大小、布局等环境条件下,先在现场划取以设备为圆心,设备和设备间距的30%~40%为半径的采集区域。图3中步骤S302,用移动终端在采集区域的无遮挡区域内采集设备信息并标记,包括设备唯一标识码(蓝牙设备为ID,wifi为MAC),无线信号强度,以及移动终端相对于设备的距离。图3中步骤S303,移动终端将标记好的数据上传给定位服务器进行模型训练,定位服务器采用拓展朴素贝叶斯(NaiveBayes)算法,结合高斯朴素贝叶斯(Gaussian Naive Bayes)决策树分类器Decision treeclassifiers,线性判别分析(Linear Discriminant Analysis)等机器学习算法,再通过交叉验证(Cross-validation)确定定位服务模型。图3中步骤S304,移动终端连接服务端时,下载训练好的定位模型。图3中步骤S305,移动终端在工业现场采样得到包含设备信息的无线信息,利用定位模型计算得到此位置对应的设备唯一标识码信息。进一步因为每个工业现场的现场环境千差万别,所以为了保证移动设备在界面动态切换的稳定性和可靠性,所以在所述移动终端对现场设备位置信息采样,确认移动设备当前位置时采用机器学习算法来进行处理;先对现场设备位置等信息采集标定,然后云端训练模型,最后根据模型计算位置对应设备信息。
图4中步骤S401及步骤S402,工业现场网关上电启动,自动运行内部各功能应用程序,包括配置应用程序,看门狗监控程序,连接后台的CorAgent应用,包含设备信息的低功耗蓝牙模块(BLE)在不建立通讯的前提下通过GATT底层协议将含有设备信息的IBEACONUUID进行广播。图4中步骤S403和步骤S405,CorAgent连接后台应用程序启动后,根据图2中步骤S208下发到设备端的配置文件信息,调用相应端口设备,读取寄存器地址,转换成变量以通用数据格式(如json)往云平台上传数据到数据库云服务模块32,云平台前端WEB界面即可从数据库获得实时或者处理过的数据在对应设备上界面上显示。图4中步骤S404和步骤S407,通用移动终端中的APP首先用具有注册过工业现场网关对应设备信息的用户信息登录,自动通过获取广播IBEACON UUID和RSSI,并根据定位算法进行工业现场网关的定位,进行动态比较处理后自动将较近位置的设备相关信息和从云平台该客户账户下所获得的配置界面信息打包组合成URL。图4中步骤S406,移动终端中后台应用Socket Client将上述URL通过现场WIFI网络传给现场具有Socket Server的监视大屏42。图4中步骤S408和步骤S409,移动终端中的WEBVIEW利用这个URL将设备的界面信息从WEB前端页面管理模块加载显示,同时语音提示界面已切换到相应设备界面,通用移动终端中的APP同时支持通过扫码和手动输入获取设备ID,再和配置的默认显示界面信息组成显示设备界面的URL;监视大屏42根据收到的URL从WEB前端页面管理模块加载显示界面,达到现场移动端和大屏动态同步显示界面的效果。图4中步骤S410,通用移动终端中的APP打卡设备参数显示界面后,后台运行报警监控程序,报警监控程序监控到注册账户下任何设备的报警信息时候,界面和语音同时提示报警设备变量相关信息,便于及时处理。
综上所述,本发明实施例的实现方法在工业互联网实际应用中,给设备去人机界面化,同时在需要的时候,又能快速的给设备接入人机交互设备,并且这种人机交互设备既通用,又能动态给多个设备共享使用。在使用过程中,移动终端靠近哪台设备,相对应哪台设备的操控界面就自动显示在移动终端上,同时可语音提示切换到某设备。达到了用之即来,不用则去的效果。既方便又能节省成本,同时可靠性也极大提高,不存在因人机交互设备损坏而导致机器设备无法配置甚至无法运行的问题。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,其特征在于,所述方法包括:
移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取所述工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息,所述设备识别信息用于标识与工业现场网关连接的工业现场设备控制及数据采集模块所对应的工业现场设备;
所述移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与所述移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息;
所述移动终端中的专用应用程序从与所述多个工业现场网关连接的云服务模块获取所述指定设备识别信息对应的工业现场设备的设备界面信息,并且将所述指定设备识别信息和所述设备界面信息打包成URL,所述设备界面信息用于呈现工业现场设备的监控数据界面;
所述移动终端中的专用应用程序利用打包的URL并且通过所述云服务模块中的WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息,
所述移动终端在工业现场移动过程中,所述移动终端中的专用应用程序实时自动获取多个工业现场网关的位置信息以及对应的设备识别信息,进而根据位置信息选择指定设备识别信息,并且从云服务模块获得对应的设备界面信息,达到了移动终端在多个工业现场设备之间动态共享的效果,
所述移动终端中的专用应用程序根据所获取的多个工业现场网关的位置信息,从所获取的设备识别信息中动态选择与所述移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息,包括:
根据工业现场设备的环境条件,在工业现场划取以工业现场的设备为圆心,相邻设备间距的30%至40%的距离为半径的采集区域;
利用所述移动终端在所述采集区域的无遮挡区域内采集设备信息并标记,所述设备信息包括设备唯一标识码、无线信号强度以及所述移动终端相对于设备的距离;
所述移动终端将标记好的数据上传给所述云服务模块的设备定位处理云服务模块进行模型训练,以确定定位服务模型;
在所述移动终端连接所述云服务模块时,下载训练好的定位服务模型;
所述移动终端在工业现场采样得到包含设备信息的无线信息,并利用训练好的定位服务模型计算得到与所述移动终端的位置最靠近的设备的设备唯一标识码,将该设备上安装的工业现场网关确定为与所述移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关,并且将与所述移动终端的实时位置最靠近的工业现场网关对应的设备识别信息作为指定设备识别信息。
2.根据权利要求1所述的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,其特征在于,在所述移动终端中的专用应用程序通过实时侦测工业现场的无线信号获取所述工业现场的多个工业现场网关的位置信息以及每个工业现场网关对应的设备识别信息之前,所述方法还包括:
通过所述移动终端中的专用应用程序,利用具有注册过工业现场网关对应的设备识别信息的用户信息进行登录;
在所述云服务模块的用户管理项中建立用户管理账户,并且申请邮箱激活并设置登录密码;
在所述云服务模块的组织设备管理项中建立组织架构;
在所述组织设备管理项建立好的组织架构下,单个或者批量添加或导入含有设备识别信息的CSV格式文件;
利用预先提供的PC端工具配置好所述工业现场网关相关硬件及所述云服务模块介入参数,以实现将所述工业现场网关作为设备接入所述云服务模块;
在所述云服务模块的设备参数配置界面中,根据所述工业现场设备控制及数据采集模块和所需采集参数,配置相关参数信息,生成配置文件;
在所述云服务模块中的文件管理云服务模块中,选择设备并下载所生成的配置文件,设备将相关变量参数上传给所述云服务模块;
在所述云服务模块的界面管理项中通过拖拽控件的方式编辑大数据界面、组织显示界面、设备显示界面,同时进行设备变量参数和控件的关联;
将设计好的大数据界面分配给首页显示,将组织显示界面分配给不同的组织,将设备参数显示界面分配给不同的设备,同时从中选择一个界面配置为所述移动终端的默认显示界面。
3.根据权利要求1所述的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,其特征在于,所述方法还包括:实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,
所述实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,包括:
所述移动终端将获取的含有所述工业现场网关对应的设备识别信息的打包好的URL发送给工业现场的显示大屏监控终端;
所述显示大屏监控终端从所述 WEB前端页面管理模块获取并显示对应的设备界面信息,从而实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步。
4.根据权利要求3所述的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,其特征在于,所述实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的步骤,具体包括:
通过所述工业现场网关中的低功耗蓝牙设备在不建立通讯的前提下通过GATT底层协议将含有设备识别信息的IBEACON UUID进行广播;
所述移动终端中的专用应用程序利用具有注册过工业现场网关对应的设备识别信息的用户信息登录,同时从所述云服务模块获取对应设备的默认界面信息;
所述移动终端中的专用应用程序自动通过获取广播IBEACON UUID和RSSI,并根据预设定位算法进行工业现场网关的定位,根据定位的相对位置,选取相应设备识别信息与该设备默认显示界面信息组成URL,所述移动终端中的WEBVIEW利用所述URL将设备的界面信息从所述WEB前端页面管理模块加载显示,同时语音提示界面已切换到相应设备界面,所述移动终端中的专用应用程序同时支持通过扫码和手动输入获取设备识别信息,再和配置的默认显示界面信息组成显示设备界面的URL;
所述移动终端中的专用应用程序将设备识别信息与配置的默认显示界面信息组成的URL通过Socket Client传给所述显示大屏监控终端中的Server;
所述显示大屏监控终端根据收到的URL从所述WEB前端页面管理模块加载显示界面,以实现工业现场的移动终端和工业现场的显示大屏监控终端的显示界面同步的效果。
5.据权利要求4所述的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述移动终端中的专用应用程序打卡设备参数显示界面后,后台运行报警监控程序,在报警监控程序监控到注册账户下任何设备的报警信息时,界面和语音同时提示报警设备名称。
6.根据权利要求1所述的将移动终端应用于工业互联网的人机交互的实现方法,其特征在于,所述移动终端在移动过程中根据所获得的工业现场网关的位置信息以及对应的设备界面信息实现动态设备界面切换,同时进行设备界面切换语音提示、报警语音提示、语音及手势界面控制功能。
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