CN114007197A - 一种基于5g+工业互联网平台的设备指令控制方法及系统 - Google Patents

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何秋生
韩晓乾
徐振坤
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Abstract

本发明公开了一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法及系统，包括如下步骤：采集设备数据信息；通过5G网关模块进行鉴权认证，并在鉴权认证通过后将信息上传至云服务器；云服务器通过消息队列和计算分析对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警，计算机端接受用户端的操作指令，并发送控制设备指令至5G网关模块；通过5G网关模块对控制设备指令进行鉴权认证，并对控制设备指令是否合法进行认证；通过PLC模块接收合法的控制设备指令，并将合法的控制设备指令发送至设备并执行该指令，本发明的方法可实现远程指令配置、管理、授权下发，可监控工业设备的全部参数以及对工业设备的动作进行远程控制以及设备的监控视频回显。

Description

一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种基于5G+互联网平台控制方法，属于通信领域，特别是涉及一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法及系统。
背景技术
随着工业的发展日益成熟，越来越多的工业设备遍布全球各地，且工业设备工作环境往往比较具有特殊性、危险性，有些环境则是充满毒气废气以及放射性物质。正常情况下操控工业设备往往需要技术领域内专业工作人员忍受寒冬和酷暑面临现场，现场人员操作不当极易发生安全事故。这不仅影响工业设备的正常使用以及企业的正常运转，还会对现场人员以及相关企业造成极大的损失。
现有的工业设备通信技术为有线方式连接，这种传统线束输送的方式会随设备的移动从而不断的折叠和伸展造成损坏，5G具有大上行、低时延、高可靠的技术优势，可有效解决工业有线技术移动性差、组网不灵活、特殊环境铺设困难等问题，突破现有工业无线技术在可靠性、连接密度、传输能力等方面的局限，实现远程设备指令操控。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何提供一种可实现远程指令配置、管理、授权下发，可监控工业设备的全部参数以及对工业设备的动作进行远程控制以及设备的监控视频回显的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，包括如下步骤：
S1：采集设备数据信息；
S2：通过5G网关模块进行鉴权认证，并在鉴权认证通过后将信息上传至云服务器；
S3：云服务器通过消息队列和计算分析对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警；
S4：计算机端接受用户端的操作指令，并发送控制设备指令至5G网关模块；
S5：通过5G网关模块对控制设备指令进行鉴权认证，并对控制设备指令是否合法进行认证；
S6：通过PLC模块接收合法的控制设备指令，并将合法的控制设备指令发送至设备并执行该指令。
在一个较佳实施例中，在步骤S1中，所述设备数据信息包括：视频采集模块采集到的设备的视频数据、PLC模块采集到的设备数据和5G网关模块采集到的设备数据。
在一个较佳实施例中，在步骤S5中，对控制设备指令进行认证步骤包括：
若认证后控制设备指令合法，则发送该指令至PLC模块；
若认证后控制设备指令不合法，则不发送。
一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，用于运行上述的一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，所述基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统包括：
设备管理模块，用于监控设备的工况信息、查询设备的工况信息和回传显示设备的实时视频；
5G网关模块，包括5G网关配置单元、5G网关传输单元和鉴权单元；
云服务器端，用于通过消息的生产、消息的消费和以及计算分析，对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警；
计算机端，用于执行用户端的操作指令并发送控制设备指令至5G网关模块；
PLC模块，用于采集设备信息、接受指令并控制设备；
接入与建模模块，用于5G网关的维护、连接模型的维护、设备下发指令的维护、设备监控信息变量的维护、设备监控视频地址的维护和设备的接入；
和指令下发模块，用于下发设备指令和查询设备指令下发历史。
在一个较佳实施例中，所述5G网关配置单元用于维护PLC模块的通信地址、维护消息队列的地址参数、配置秘钥的信息、配置设备工况信息的变量以及配置设备下发的指令。
在一个较佳实施例中，所述5G网关传输单元用于采集和回传设备的工况信息、控制指令的收发以及数据的加密解密。
在一个较佳实施例中，所述鉴权单元用于5G网关的鉴权及认证。
在一个较佳实施例中，计算分析包括实时计算分析和/或离线计算分析。
本发明的有益效果是：可实现远程指令配置、管理、授权下发，可监控工业设备的全部参数以及对工业设备的动作进行远程控制以及设备的监控视频回显。
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它的附图，其中：
图1是本发明一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制的方法的整体流程示意图；
图2是本发明一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法中实施例2的方法流程示意图；
图3是本发明一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法的系实施例3的方法流程图；
图4是本发明一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统的模块框架图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供如下实施例对本发明进行详细描述：
实施例1
一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，包括如下步骤：
S1：采集设备数据信息，所述设备数据信息包括：视频采集模块采集到的设备的视频数据、PLC模块采集到的设备数据和5G网关模块采集到的设备数据；
S2：通过5G网关模块进行鉴权认证，并在鉴权认证通过后将信息上传至云服务器；
S3：云服务器通过消息队列和计算分析对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警，所述的计算分析包括实时计算分析和/或离线计算分析；
S4：计算机端接受用户端的操作指令，并发送控制设备指令至5G网关模块；
S5：通过5G网关模块对控制设备指令进行鉴权认证，并对控制设备指令是否合法进行认证，对控制设备指令进行认证步骤包括：
若认证后控制设备指令合法，则发送该指令至PLC模块；
若认证后控制设备指令不合法，则不发送；
S6：通过PLC模块接收合法的控制设备指令，并将合法的控制设备指令发送至设备并执行该指令。
实施例2
本发明提供一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制的方法，方法包括如下步骤：
S1：摄像机采集监控区域内的设备视频信息、PLC和5G网关采集设备信息。
S2:5G网关进行鉴权认证，认证通过将信息汇总经互联网上送云服务器。
S3:云服务器通过消息队列和实时/离线计算分析对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警。
S4:用户使用PC计算机经互联网下发控制设备指令。
S5:5G网关收到下发指令先进行鉴权认证，指令合法则将控制设备指令发送PLC模块，否则不进行指令下发。
S6:PLC收到指令将进行对设备的指令控制。
实施例3
一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法在一个具体实施方式包括如下步骤：
S1:PLC模块的安装与配置，配置PLC控制设备的指令参数；
S2:监控摄像头的安装与配置；
S3:消息队列的安装与部署；
S4:5G网关模块的安装与配置，5G网关的现场安装、配置PLC通信地址、配置消息队列地址、配置5G网关的秘钥信息、配置设备的下发指令以及设备的工况信息变量参数；
S5:设备接入，设备连接模型的建立、设备与5G网关的匹配接入；
S6:设备指令下发，远程下发配置好的指令控制设备，可实时查看设备的工况参数、状态、视频监控设备。
实施例4
一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，用于运行上述实施例1-3中的一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，其中，所述基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统包括：
设备管理模块，用于监控设备的工况信息、查询设备的工况信息和回传显示设备的实时视频；
5G网关模块，包括5G网关配置单元、5G网关传输单元和鉴权单元，所述5G网关配置单元用于维护PLC模块的通信地址、维护消息队列的地址参数、配置秘钥的信息、配置设备工况信息的变量以及配置设备下发的指令，所述5G网关传输单元用于采集和回传设备的工况信息、控制指令的收发以及数据的加密解密，所述所述鉴权单元用于5G网关的鉴权及认证；
云服务器端，用于通过消息的生产、消息的消费和以及计算分析，对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警，所述计算分析包括实时计算分析和/或离线计算分析；
计算机端，用于执行用户端的操作指令并发送控制设备指令至5G网关模块；
PLC模块，用于采集设备信息、接受指令并控制设备；
接入与建模模块，用于5G网关的维护、连接模型的维护、设备下发指令的维护、设备监控信息变量的维护、设备监控视频地址的维护和设备的接入；
和指令下发模块，用于下发设备指令和查询设备指令下发历史。
实施例5
本发明提供一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制的系统，包括5G网关模块、PLC模块、鉴权模块、消息队列模块、接入与建模模块、设备管理模块、指令下发模块。
所述5G网关模块包括5G网关配置模块和5G网关传输模块，5G网关配置模块包括PLC通信地址的维护、消息队列地址参数的维护、秘钥信息的配置、设备工况信息变量的配置以及设备下发指令的配置，5G传输模块包括设备的工况信息采集和回传、控制指令的收发以及数据的加解密。
其中，所述PLC模块包括设备信息的采集、接受指令控制设备；
所述消息队列模块包括消息的生产以及消息的消费；
所述鉴权模块包括5G网关的鉴权以及认证；
所述接入与建模模块包括5G网关的维护、连接模型的维护、设备下发指令的维护、设备监控信息变量的维护、设备监控视频地址的维护、设备的接入；
所述设备管理模块包括设备工况信息的监控、设备工况信息的查询、设备实时视频的回传展示；
所述指令下发模块包括设备指令的下发、设备指令下发历史查询。
因此，本发明具有以下优点：
1、可实现远程指令配置、管理、授权下发，可监控工业设备的全部参数；
2、对工业设备的动作进行远程控制以及设备的监控视频回显。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：采集设备数据信息；
S2：通过5G网关模块进行鉴权认证，并在鉴权认证通过后将信息上传至云服务器；
S3：云服务器通过消息队列和计算分析对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警；
S4：计算机端接受用户端的操作指令，并发送控制设备指令至5G网关模块；
S5：通过5G网关模块对控制设备指令进行鉴权认证，并对控制设备指令是否合法进行认证；
S6：通过PLC模块接收合法的控制设备指令，并将合法的控制设备指令发送至设备并执行该指令。
2.根据权利要求1所述的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，其特征在于，在步骤S1中，所述设备数据信息包括：视频采集模块采集到的设备的视频数据、PLC模块采集到的设备数据和5G网关模块采集到的设备数据。
3.根据权利要求1所述的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，其特征在于，在步骤S5中，对控制设备指令进行认证步骤包括：
若认证后控制设备指令合法，则发送该指令至PLC模块；
若认证后控制设备指令不合法，则不发送。
4.一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，用于运行权利要求1-3中任意一项所述的一种基于5G+工业互联网平台的设备指令控制方法，其特征在于，所述基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统包括：
设备管理模块，用于监控设备的工况信息、查询设备的工况信息和回传显示设备的实时视频；
5G网关模块，包括5G网关配置单元、5G网关传输单元和鉴权单元；
云服务器端，用于通过消息的生产、消息的消费和以及计算分析，对监控的设备视频以及设备信息进行回显从而做出判断和预警；
计算机端，用于执行用户端的操作指令并发送控制设备指令至5G网关模块；
PLC模块，用于采集设备信息、接受指令并控制设备；
接入与建模模块，用于5G网关的维护、连接模型的维护、设备下发指令的维护、设备监控信息变量的维护、设备监控视频地址的维护和设备的接入；
和指令下发模块，用于下发设备指令和查询设备指令下发历史。
5.根据权利要求4所述的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，其特征在于，所述5G网关配置单元用于维护PLC模块的通信地址、维护消息队列的地址参数、配置秘钥的信息、配置设备工况信息的变量以及配置设备下发的指令。
6.根据权利要求4所述的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，其特征在于，所述5G网关传输单元用于采集和回传设备的工况信息、控制指令的收发以及数据的加密解密。
7.根据权利要求4所述的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，其特征在于，所述鉴权单元用于5G网关的鉴权及认证。
8.根据权利要求1或4所述的基于5G+工业互联网平台的设备指令控制系统，其特征在于，计算分析包括实时计算分析和/或离线计算分析。
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