CN113596081A - 一种基于边缘计算的智能制造开放平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于边缘计算的智能制造开放平台，包括边缘处理层、平台处理层和企业处理层，所述边缘处理层，包括设备终端、传感器终端、输入终端、边缘网关、预处理模块和无线传输模块，用于提供底层设备终端，使用邻近网络收集数据，一方面与底层设备终端交互以获取数据，另一方面通过接入网络与平台处理层相连。通过边缘网关对数据进行打包、整合，然后通过预处理模块对数据预先进行筛选，使所控制的工业设备能够快速与其他的设备进行数据上的交互，并通过预处理模块对数据进行分类、归纳，上传至云服务器后能够随时对数据进行调用或分析，满足了边缘计算对数据流动性的需求。
Description
技术领域
本发明属于智能制造技术领域，更具体地说，尤其涉及一种基于边缘计算的智能制造开放平台。
背景技术
智能制造，源于人工智能的研究，一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力，智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，而且还具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力，随着科技的发展，智能制造领域已经融入了边缘计算技术，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台；
目前的工业控制器，如机器人控制器、数控机床控制器、PLC等，都是针对某个特定的工业设备定制开发，控制器的功能固定，智能化水平较低，软件升级只能本地化操作，同时对终端用户而言，开放的开发接口十分有限，另一方面，由于设备异构性，控制器与被控设备一对一匹配，设备之间互联互通困难，难以满足边缘计算对数据流动性的需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，通过边缘网关对数据进行打包、整合，然后通过预处理模块对数据预先进行筛选，使所控制的工业设备能够快速与其他的设备进行数据上的交互，并通过预处理模块对数据进行分类、归纳，上传至云服务器后能够随时对数据进行调用或分析，满足了边缘计算对数据流动性的需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于边缘计算的智能制造开放平台，包括边缘处理层、平台处理层和企业处理层，所述边缘处理层，包括设备终端、传感器终端、输入终端、边缘网关、预处理模块和无线传输模块，用于提供底层设备终端，使用邻近网络收集数据，一方面与底层设备终端交互以获取数据，另一方面通过接入网络与平台处理层相连；
所述平台处理层，包括云服务器、数据库和无线传输模块，通过接入网络来接收、处理来自边缘处理层的请求，并通过云服务器对请求进行分析后送往数据库保存，而且通过接入数据库能够为边缘用户提供数据的查询或分析；
所述企业处理层，为企业终端，通过接入网络来接收边缘处理层的请求，并实现特定领域的应用程序、决策支持系统，同时为边缘处理层提供提供人机交互界面，并且能够向边缘处理层和平台处理层发出控制命令；
所述企业终端与无线传输模块连接，所述无线传输模块与云服务器和预处理模块连接，所述云服务器与数据库连接，所述预处理模块与边缘网关连接，所述边缘网关与设备终端、传感器终端和输入终端连。
优选的，所述预处理模块首先将无用输入信息进行过滤，并将数据按照所表征的物理信息进行分类，得到具备物理含义的数据信息，再通过无线输送模块传递给云服务器。
优选的，所述边缘网关能够对底层设备终端输入的数据做一定时间的存储，而且会不断用新的数据覆盖原有的超过一定时间周期的数据，这其中只有必要的数据才会上传到云服务器。
优选的，所述预处理模块将与多个边缘网关连接，对多组边缘网关的数据进行整合、打包，并提取其中重复的数据进行去除，去除后的无用数据会在边缘网关中以文件的形式进行保存。
优选的，所述边缘网关在采集到底层设备终端的输入数据后，能够根据预置的规则对设备的运行进行自动反馈控制。
优选的，所述边缘网关能够通过协议转换完成边缘处理层与云服务器之间的数据交互。
优选的，所述数据库为Mysql数据库，Mysql数据库既能作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能作为一个数据库接入云服务器。
优选的，所述无线传输模块为WIFI模块，能够通过特定的WIFI网络进行接入，同时通过WIFI网络实现隐私保护，通过特定的验证方式来实现WIFI网络的启用。
本发明的技术效果和优点：
1、通过边缘网关对数据进行打包、整合，然后通过预处理模块对数据预先进行筛选，使所控制的工业设备能够快速与其他的设备进行数据上的交互，并通过预处理模块对数据进行分类、归纳，上传至云服务器后能够随时对数据进行调用或分析，满足了边缘计算对数据流动性的需求；
2、通过边缘网关对设备终端、传感器终端和输入终端同时进行数据采集，使得边缘网关能够同时照顾到多组被控设备，同时设备在接入边缘网关后能够通过WIFI网络实现相互之间的连通，提高了设备之间的响应速度；
3、通过将数据保存在数据库内，通过云服务器能够对数据进行调用，使得能够对不同的设备进行数据分析，而且通过将工业设备接入WIFI网络，能够在云端进行软件升级，提高了工业设备的适用性。
附图说明
图1为本发明的框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，一种基于边缘计算的智能制造开放平台，包括边缘处理层、平台处理层和企业处理层；
边缘处理层，包括设备终端、传感器终端、输入终端、边缘网关、预处理模块和无线传输模块，用于提供底层设备终端，使用邻近网络收集数据，一方面与底层设备终端交互以获取数据，另一方面通过接入网络与平台处理层相连；
平台处理层，包括云服务器、数据库和无线传输模块，通过接入网络来接收、处理来自边缘处理层的请求，并通过云服务器对请求进行分析后送往数据库保存，而且通过接入数据库能够为边缘用户提供数据的查询或分析；
企业处理层，为企业终端，通过接入网络来接收边缘处理层的请求，并实现特定领域的应用程序、决策支持系统，同时为边缘处理层提供提供人机交互界面，并且能够向边缘处理层和平台处理层发出控制命令；
企业终端与无线传输模块连接，无线传输模块与云服务器和预处理模块连接，云服务器与数据库连接，预处理模块与边缘网关连接，边缘网关与设备终端、传感器终端和输入终端连。
预处理模块首先将无用输入信息进行过滤，并将数据按照所表征的物理信息进行分类，得到具备物理含义的数据信息，再通过无线输送模块传递给云服务器，预处理模块能够将数据中的乱码或者无用数据除去，只留下有用数据或必要数据，然后再依次对数据进行分类，然后通过云服务器存放在数据库内，能够随时对数据进行调用、分析，提高了设备的响应速度；
边缘网关能够对底层设备终端输入的数据做一定时间的存储，而且会不断用新的数据覆盖原有的超过一定时间周期的数据，这其中只有必要的数据才会上传到云服务器，将必要数据上传至云服务器后，能够通过云服务器随时对数据进行调用，或者对设备的数据进行分析，提高了设备的适用性；
预处理模块将与多个边缘网关连接，对多组边缘网关的数据进行整合、打包，并提取其中重复的数据进行去除，去除后的无用数据会在边缘网关中以文件的形式进行保存，通过预处理模块能够减少云服务器的工作，从而提高云服务器的运行速度；
边缘网关在采集到底层设备终端的输入数据后，能够根据预置的规则对设备的运行进行自动反馈控制，这种方式会形成一个从数据采集，到分析，再到控制的闭环反馈结构，这种闭环反馈结构能够充分保证数据传输的实时性；
边缘网关能够通过协议转换完成边缘处理层与云服务器之间的数据交互，工业设备的种类繁多，所采用的协议也是种类繁多，边缘网关能够完成众多OT协议的转换，将其转化为IT协议，提高数据的交互速度；
数据库为Mysql数据库，Mysql数据库既能作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能作为一个数据库接入云服务器，Mysql数据库具有优化的SQL查询算法，能够有效地提高数据的查询速度，而且体积小、速度快，成本低，能够大大降低运行成本；
无线传输模块为WIFI模块，能够通过特定的WIFI网络进行接入，同时通过WIFI网络实现隐私保护，通过特定的验证方式来实现WIFI网络的启用，设置验证后，只有验证通过才可连入WIFI网络对设备实现数据的输入，能够防止无关人员干扰设备的正常运行。
工作原理：通过多组设备终端、传感器终端或输入终端将设备的数据输入或传送至边缘网关，边缘网关首先对数据进行进行分析，将数据备份以文件的形式储存在边缘网关内，然后预处理模块会对边缘网关传递过来的数据进行筛选，将乱码或无用的数据除去，只留下必要或有用的数据，然后将数据打包，分类，将数据通过WIFI模块输送至云服务器端，云服务器端再将数据存储在数据库内部；
当企业终端接收到设备终端、传感器终端或输入终端传来的请求时，企业终端能够通过云服务器对数据库内部所需的数据进行调用或分析，然后再次通过WIFI模块输送至预处理模块内，预处理模块将分析好的数据整合，通过边缘网关依次返回至发出请求的终端。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (8)
1.一种基于边缘计算的智能制造开放平台，包括边缘处理层、平台处理层和企业处理层，其特征在于：所述边缘处理层，包括设备终端、传感器终端、输入终端、边缘网关、预处理模块和无线传输模块，用于提供底层设备终端，使用邻近网络收集数据，一方面与底层设备终端交互以获取数据，另一方面通过接入网络与平台处理层相连；
所述平台处理层，包括云服务器、数据库和无线传输模块，通过接入网络来接收、处理来自边缘处理层的请求，并通过云服务器对请求进行分析后送往数据库保存，而且通过接入数据库能够为边缘用户提供数据的查询或分析；
所述企业处理层，为企业终端，通过接入网络来接收边缘处理层的请求，并实现特定领域的应用程序、决策支持系统，同时为边缘处理层提供提供人机交互界面，并且能够向边缘处理层和平台处理层发出控制命令；
所述企业终端与无线传输模块连接，所述无线传输模块与云服务器和预处理模块连接，所述云服务器与数据库连接，所述预处理模块与边缘网关连接，所述边缘网关与设备终端、传感器终端和输入终端连。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述预处理模块首先将无用输入信息进行过滤，并将数据按照所表征的物理信息进行分类，得到具备物理含义的数据信息，再通过无线输送模块传递给云服务器。
3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述边缘网关能够对底层设备终端输入的数据做一定时间的存储，而且会不断用新的数据覆盖原有的超过一定时间周期的数据，这其中只有必要的数据才会上传到云服务器。
4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述预处理模块将与多个边缘网关连接，对多组边缘网关的数据进行整合、打包，并提取其中重复的数据进行去除，去除后的无用数据会在边缘网关中以文件的形式进行保存。
5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述边缘网关在采集到底层设备终端的输入数据后，能够根据预置的规则对设备的运行进行自动反馈控制。
6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述边缘网关能够通过协议转换完成边缘处理层与云服务器之间的数据交互。
7.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述数据库为Mysql数据库，Mysql数据库既能作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能作为一个数据库接入云服务器。
8.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的智能制造开放平台，其特征在于：所述无线传输模块为WIFI模块，能够通过特定的WIFI网络进行接入，同时通过WIFI网络实现隐私保护，通过特定的验证方式来实现WIFI网络的启用。
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Application publication date: 20211102 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |