CN115988037A - 一种汽车工业装备数据采集和处理方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种汽车工业装备数据采集和处理方法、系统及存储介质，属于通信数据传输技术领域，包括步骤S1：建立第一网络、第二网络和第三网络；步骤S2：在中继单元内建立第一转发规则表，中继单元将第一网络中的数据转发至第二网络和第三网络中，第二网络和第三网络基于数据生成第一处理结果，并发送至管理网关；步骤S3：管理网关接收第一处理结果的过程中若出现网络拥堵，管理网关将网络内的控制单元组合为多个通信组；步骤S4：管理网关生成第二处理结果，在中继单元内建立第二转发规则表，中继单元将第二处理结果发送至对应网络中的管理网关和传感器；本发明的管理网关将网络划分为多个通信组，提高了控制单元与管理网关的通信质量。

Description

一种汽车工业装备数据采集和处理方法、系统及存储介质

技术领域

本发明属于通信数据传输技术领域，具体涉及一种汽车工业装备数据采集和处理方法、系统及存储介质。

背景技术

汽车工业装备包括整车装配设备、输送设备及各种油液加注设备，随着汽车装备机械化、自动化水平的提高，以及工业物联网的快速发展，通过在汽车企业内建立工业物联网，将汽车工业装备进行智能改造并接入至工业物联网内，在工业装备发生异常时，维护人员能够借助工业物联网及时的对设备进行维护，从而了实现企业对人、系统和设备的敏捷管控。

工业物联网平台中包括控制装置，控制装置收集工业装备的监视数据，基于监视数据对相应到的设备进行调整和操作，工业物联网平台包括多个控制网络，多个控制装置分布于各个控制网络内，且部分控制装置之间还具有协同作用，例如上级控制装置基于监视数据生成机械臂动作指令，下级控制装置基于机械臂动作指令，控制对应的部位进行移动；然而，具有协同作用的上级控制装置在处理监视数据后，总会向所有控制网络广播数据，这使得其余所有的控制装置都接收到该数据，然而此种方式会占用大量的带宽，且大部分控制装置接收到数据后，由于数据并非是自身需要处理的数据，在无法处理数据的情况下，最终还是会将数据丢弃，上述情况影响了数据的传输速度，会对物联网的敏捷管控产生不利影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种汽车工业装备数据采集和处理方法、系统及存储介质，以解决上述背景技术中存在的问题。

为了达到上述的发明目的，本发明提出一种汽车工业装备数据采集和处理方法，包括：

步骤S1：建立第一网络、第二网络和第三网络，所述第一网络包括多个传感器，传感器安装于工业装备上，传感器用于采集工业装备的运行数据，所述第二网络和所述第三网络包括多个控制单元，控制单元分别对应控制所述第一网络中的工业设备，三个网络之间通过中继单元通信，且每个网络内均设置有管理网关，管理网关用于完成自身所处网络与中继单元之间的数据交换；

步骤S2：在中继单元内建立第一转发规则表，所述第一网络的管理网关收集各个传感器采集的工业装备运行数据，将运行数据发送至中继单元，中继单元基于所述第一转发规则表将运行数据转发至所述第二网络和所述第三网络中，所述第二网络和所述第三网络的管理网关接收运行数据，将运行数据分发自身网络内对应的控制单元，控制单元对运行数据解析后生成第一处理结果，控制单元将第一处理结果发送至对应的管理网关；

步骤S3：管理网关接收第一处理结果的过程中，判断自身所处网络内是否出现网络拥堵，若出现网络拥堵，则管理网关将网络内的控制单元组合为多个通信组，管理网关在每个通信组内寻找通信负载最小的控制单元作为通信单元，管理网关向通信组内广播通信单元的网络地址，通信组内其余控制单元接收到通信单元的网络地址后，将自身生成的第一处理结果发送至通信单元，通信单元将收到的第一处理结果整合后发送至管理网关；

步骤S4：管理网关对第一处理结果进行解析，生成第二处理结果，在中继单元内建立第二转发规则表，所述第二转发规则表包括第二处理结果的来源和将要发送的目标网络地址，所述第二网络和所述第三网络的管理网关将第二处理结果发送至中继单元，中继单元基于第二转发规则表将第二处理结果发送至对应网络中的管理网关和传感器。

进一步的，所述步骤S4中，对第一处理结果进行解析，生成第二处理结果包括以下步骤：

步骤S41：在数据发送侧控制单元保留用于生成不同数据类型但数据内容相同的第一控制程序和第二控制程序，数据发送侧控制单元接收运行数据后，基于第一控制程序和第二控制程序分别生成不同数据类型但数据内容相同的第一处理结果，管理网关在每个第一处理结果的头部添加第一识别信息和第二识别信息，第一识别信息包括多个按顺序排列代表数据类型的单元格，管理网关根据第一处理结果的数据类型在第一识别信息对应的单元格进行标记，第二识别信息包括多个代表数据类型的单元格，管理网关根据当前网络中存在第一处理结果的数据类型在第二识别信息对应的单元格进行标记；

步骤S42：数据接受侧的控制单元接收第二处理结果后，解析第一识别信息，判断能否处理该数据类型的第二处理结果，是的情况下，继续接收第二识别信息，若第二识别信息表明该内容的第二处理结果在网络中仅存在一种数据类型，则数据接受侧的控制单元解析第二处理结果中的内容数据。

进一步的，所述步骤S3中，基于以下步骤对控制单元进行分组：

步骤S31：获取控制单元向管理网关发送数据的预设通信间隔，将控制单元划分为个通信组，每个通信组包括个控制单元，同一通信组内控制单元的预设通信间隔接近；

步骤S32：完成对控制单元的分组后，管理网关判断是否还存在网络拥堵，若仍然存在网络拥堵，则将通信组进行合并，合并时首先将两个通信组内各个控制单元的预设通信间隔进行对比，若两个通信组内各个控制单元的通信间隔均不同，则将两个通信组进行合并为一个通信组。

进一步的，所述步骤S3，管理网关判断自身所处网络是否出现网络拥堵包括以下步骤：

管理网关获取网络内至少两个控制单元的预设通信间隔，基于第一公式计算获取自身与控制单元的实际通信间隔，所述第一公式为：，其中p为在固定时间内接收到的通信数据数量，若至少两个控制单元的实际通信间隔均超过预设通信间隔且差值达到预设值时，管理网关判断网络内出现网络拥堵。

进一步的，在所述第二网络和所述第三网络划分通信组后，若管理网关接收到的第二处理结果发送来源并非指定的通信单元时，则管理网关将发送该第二处理结果的控制单元划分至控制单元数量最小的通信组内。

进一步的，中继单元基于以下步骤建立第一转发规则表：

在第一转发规则表内建立多条数据行，每个传感器具有不同的编号，传感器生成的运行数据包括指向下一编号传感器网络地址的指针，中继单元接收运行数据时，将传感器的编号、工业装备运行数据的来源网络地址和目的地网络地址填入至数据行内，并判断运行数据来源网络地址是否与上一运行数据内存在的指针相同，若不同，则中继单元判断接收到的运行数据存在缺失，停止建立第一转发规则表并生成警告。

本发明还提供了一种汽车工业装备数据采集和处理系统，该系统用于实现上述所述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，该系统主要包括：

控制单元，设置于第一网络、第二网络和第三网络中，控制单元基于传感器采集的工业装备运行数据，对工业装备的运行状态进行分析，根据分析结果对工业装备进行调整和故障排除；

管理网关，设置于第一网络、第二网络和第三网络中，所述第一网络的管理网关收集各个传感器采集的工业装备运行数据，将运行数据发送至中继单元，同时接收中继单元传输的第二处理结果，管理网关包括正常模式和分组模式，管理网关在正常模式下接收自身所处网络内所有控制单元传输的数据，管理网关在分组模式在自身管理的网络内划分多个通信组，并在每个通信组内指定其中一个控制单元作为通信单元，管理网关在分组模式下只与通信组内指定的通信单元通信；

中继单元，中继单元内设置有第一转发规则表和第二转发规则表，中继单元接收第一网络传输的工业装备运行数据，基于第一转发规则表转发至第二网络和第三网络中，中继单元接收第二网络和第三网络传输的第二处理结果，基于第二转发规则表转发至第一网络、第二网络和第三网络中。

本发明还提供了一种计算机存储介质，在所述程序指令运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行上述的汽车工业装备数据采集和处理方法。

本发明还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述所述的汽车工业装备数据采集和处理方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

本发明通过中继单元链接第一网络、第二网络和第三网络，并在中继单元内设置第一转发规则表和第二转发规则表，从而让传输至中继单元内的数据可以基于转发规则直接传输至对应的网络中，相比于传统单向流动的数据传输方式，本发明的传输方式大大提升了数据的传输效率；并且本发明还在每个网络内设置管理网关，管理网关具有数据处理和网络拥堵监测功能，当管理网关检测到发生网络拥堵时，通过将网络内的控制单元划分为多个通信组，从而减少了管理网关与控制单元之间的通信数量，降低了在管理网关发生通信碰撞的几率，提高了控制单元与管理网关之间的通信质量。

附图说明

图1为本发明一种汽车工业装备数据采集和处理方法的步骤流程图；

图2为本发明一种汽车工业装备数据采集和处理系统的系统架构图；

图3为本发明第一识别信息和第二识别信息的示意图；

图4为本发明同一网络内控制单元的分组原理示意图。

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，以下结合附图及实施例，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。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

如图1和图2所示，一种汽车工业装备数据采集和处理方法，包括：

步骤S1：建立第一网络、第二网络和第三网络，第一网络包括多个传感器，传感器安装于工业装备上，传感器用于采集工业装备的运行数据，第二网络和第三网络包括多个控制单元，控制单元分别对应控制第一网络中的工业设备，三个网络之间通过中继单元D通信，且每个网络内均设置有管理网关，管理网关用于完成自身所处网络与中继单元之间的数据交换；

具体的，传感器包括图像传感器，通过图像传感器采集现场装配图片，并传输至控制单元进行特征识别，从而实现对汽车装备工作质量进行监控和检查；例如通过图像识别对冲压钣金件外观质量检查、钣金件上的冲孔数量及设备的工作状态等应用场景；通过在工业装备内安装传感器，传感器采集工业装备的运行数据，从而实现对汽车工业装备的智能化改造。

步骤S2：在中继单元内建立第一转发规则表，第一网络的管理网关收集各个传感器采集的工业装备运行数据，将运行数据发送至中继单元，中继单元基于第一转发规则表将运行数据转发至第二网络和第三网络中，第二网络和第三网络的管理网关接收运行数据，将运行数据分发自身网络内对应的控制单元，控制单元对运行数据解析后生成第一处理结果，控制单元将第一处理结果发送至对应的管理网关；

在传统的工业物联网架构中，中继单元会收集所有工业装备的运行数据，然后将所有收集的收据首先发送至第二网络内，第二网络中对收到的数据进行处理后，将数据返回至中继单元，中继单元再将第一网络发送的数据及第二网络发送的数据传输至第三网络；即数据的传输遵循“第一网络—中继单元—第二网络—中继单元—第三网络”的单向流动，这种数据通信方式使得网络中存在较大的冗余；因此，本发明在中继单元内设置第一转发规则表，当中继单元接收到第一网络发送的装备运行数据后，基于第一转发规则表将接收到的数据分别两部分，一部分传输至第二网络中，另一部分传输至第三网络中，从而大大降低了网络中数据的传输量。

步骤S3：管理网关接收第一处理结果的过程中，判断自身所处网络内是否出现网络拥堵，若出现网络拥堵，则管理网关将网络内的控制单元组合为多个通信组，管理网关在每个通信组内寻找通信负载最小的控制单元作为通信单元，管理网关向通信组内广播通信单元的网络地址，通信组内其余控制单元接收到通信单元的网络地址后，将自身生成的第一处理结果发送至通信单元，通信单元将收到的第一处理结果整合后发送至管理网关；

由于汽车生产线中的装备数量较多，那么必然会存在大量的控制单元，当同一网络内存在大量的控制单元时，所有控制单元都与管理网关进行通信，发生网络碰撞的几率会大大增加，当发生网络碰撞时会导致发生碰撞的两个数据包发生损坏，需要对应的控制单元重新发送数据，这就会出现网络延迟的现象，而当数据传输不及时会导致无法精确的对设备状态进行监控；因此，为了减少网络中发生网络碰撞的几率，降低控制单元与管理网关之间的通信负载；本发明在管理网关内设置正常通信模式和分组通信模式，在正常通信模式下，所有控制单元单独与管理网关通信，当管理网关检测到网络拥堵时，切换到分组通信模式，通过将多个控制单元划分为一个通信组，并且在通信组至指定负载最小的控制单元作为通信单元，通信组内的其他控制单元首先将数据发送至通信单元内，然后再由通信单元进行汇总处理后，再发送至管理单元；通过此种方式就减少了管理网关与控制单元之间的通信连接数量，降低了在管理网关发生通信碰撞的几率。

步骤S4：管理网关对第一处理结果进行解析，生成第二处理结果，在中继单元内建立第二转发规则表，第二转发规则表包括第二处理结果的来源和将要发送的目标网络地址，第二网络和第三网络的管理网关将第二处理结果发送至中继单元，中继单元基于第二转发规则表将第二处理结果发送至对应网络中的管理网关和传感器。

具体的，在设置第二转发规则表的情况下，若第二网络中处理生成的第二处理结果为对应装备的控制命令，则直接由中继单元转发至第一网络内；若第二网络中处理生成的第二处理结果为第三网络中控制单元的上级指令，则直接由中继单元转发至第三网络内，由第三网络内对应的控制单元基于指令计算生成具体的动作过程，然后再通过中继单元转发至第一网络内；因此，通过设置第二转发规则表可以进一步提升网络中的数据传输效率。

本发明通过中继单元链接第一网络、第二网络和第三网络，并在中继单元内设置第一转发规则表和第二转发规则表，从而让传输至中继单元内的数据可以基于转发规则直接传输至对应的网络中，相比于传统单向流动的数据传输方式，本发明的传输方式大大提升了数据的传输效率；并且本发明还在每个网络内设置管理网关，管理网关具有数据处理和网络拥堵监测功能，当管理网关检测到发生网络拥堵时，通过将网络内的控制单元划分为多个通信组，从而减少了管理网关与控制单元之间的通信数量，降低了在管理网关发生通信碰撞的几率，提高了控制单元与管理网关之间的通信质量。

在实际应用中，控制单元为个人计算机，其内安装有控制程序，通过将采集的数据输入至控制程序中进行分析处理，并经由控制程序发出指令，从而实现对生产线上的设备进行控制，控制单元内的控制程序每隔一段时间需要进行更新及维护，以修复完善控制程序的功能；然而，由于汽车工业装备物联网组成结构复杂，组网的控制单元较多，在更新控制程序时，不可能将所有控制单元内的控制程序进行同时升级，为了避免上级控制单元更新后，新的控制程序生成的数据发送至下级控制单元后，下级控制单元内旧的控制程序无法识别处理或数据解析错误的情况发生，会在尚未更新的控制单元内安装数据转换装置，以将新的控制程序生成的数据转换为旧数据，然而当数据数量过多时，需要对每个数据都进行转换，这样会增加控制单元的处理负载，特别是数据为图像或视频之类的数据，若对其进行转换就会大大影响控制单元的运行效率。

因此，本发明还提出了以下数据处理方法：

步骤S41：在数据发送侧控制单元保留用于生成不同数据类型但数据内容相同的第一控制程序和第二控制程序，数据发送侧控制单元接收运行数据后，基于第一控制程序和第二控制程序分别生成不同数据类型但数据内容相同的第一处理结果，管理网关在每个第一处理结果的头部添加第一识别信息和第二识别信息，第一识别信息包括多个按顺序排列代表数据类型的单元格，管理网关根据第一处理结果的数据类型在第一识别信息对应的单元格进行标记，第二识别信息包括多个代表数据类型的单元格，管理网关根据当前网络中存在第一处理结果的数据类型在第二识别信息对应的单元格进行标记；

步骤S42：数据接受侧的控制单元接收第二处理结果后，解析第一识别信息，判断能否处理该数据类型的第二处理结果，是的情况下，继续接收第二识别信息，若第二识别信息表明该内容的第二处理结果在网络中仅存在一种数据类型，则数据接受侧的控制单元解析第二处理结果中的内容数据。

具体的，发送数据侧控制单元内的第一控制程序为旧的控制程序，第二控制程序为更新后的控制程序；即在已完成更新的控制单元内保留旧的控制程序，使得控制单元产生两个内容相同但数据类型不同的数据，这样，无论数据接收测的控制单元是否已完成更新，都可以对接收到的数据进行处理，无需再对数据进行转换；进一步的，由于发送侧控制单元会发出两种数据类型的数据，当接受侧控制单元仅存在旧的控制程序时，还需要对接收到的数据依次尝试处理，而尝试处理过程亦会耗费一定的时间；因此本发明还提出在第一处理结果的头部附加第一识别信息，如图3所示，第一识别信息X包括两个单元格，每个单元格代表一种数据类型，例如，当数据类型为A时，在第一单元格内标记为1，其余单元格标记为0；这样接受侧的控制单元可以根据单元格内的标记判断数据类型，无需再对尝试对数据进行处理。

进一步的，本发明还在第一处理结果的头部添加第二识别信息，第二识别信息Y包括两个单元格，当网络中同时存在数据类型A和数据类型B且数据内容相同的第一处理结果时，在第二识别信息的第一单元格和第二单元格内标记为1，并且在本实施例中，还指定了位于第一个单元格内的数据类型可以优先执行；当接收第二识别信息时，控制单元仅执行数据类型A的动作内容，并丢失数据类型B的数据。若接受侧控制单元也存在两种控制程序，那么由于发送侧发送了两种类型内容相同的数据，这就会使得控制单元针对同一动作执行两次，其结果是可能对生产线上的产品造成损坏；因此通过设置第二识别信息使得控制单元仅执行一次动作，可以避免这一情况的发生。

步骤S3中，基于以下步骤对网络进行分组：

步骤S31：获取控制单元向管理网关发送数据的预设通信间隔，将控制单元划分为个通信组，每个通信组包括个控制单元，同一通信组内控制单元的预设通信间隔接近；

步骤S32：完成对控制单元的分组后，管理网关判断是否还存在网络拥堵，若仍然存在网络拥堵，则将通信组进行合并，合并时首先将两个通信组内各个控制单元的预设通信间隔进行对比，若两个通信组内各个控制单元的通信间隔均不同，则将两个通信组进行合并为一个通信组。

具体的，通信组数量的划分可根据管理网关的端口、吞吐量及实际网络带宽情况进行确定；通过将相同通信间隔的控制单元划分一组，无需对控制单元的预设通信间隔进行调整；如图4所示，例如第二网络内存在4个控制单元，每个控制单元的间隔如图所示，那么通过将第1和第2控制单元组成通信组，第3和第4控制单元组成通信组，组内的各个控制单元的发送间隔不会发生冲突，因此无需再对预设通信间隔进行调整。进一步的，若仍然存在网络拥堵，则继续将通信组进行合并，再次参照图4，将第一通信组和第二通信组合并，从而进一步减少控制单元与管理单元的连接数量。

步骤S3，管理网关判断自身所处网络是否出现网络拥堵包括以下步骤：

管理网关获取网络内至少两个控制单元的预设通信间隔，基于第一公式计算获取自身与控制单元的实际通信间隔，第一公式为：，其中p为在固定时间内接收到的通信数据数量，若至少两个控制单元的实际通信间隔均超过预设通信间隔且差值达到预设值时，管理网关判断网络内出现网络拥堵。

现有技术判断网络拥堵的方法是，控制单元在较短的间隔内向管理网关发送测试数据包，管理网关通过传输时间来判断是否发生拥堵；当管理网关管理较多的设备时，且本发明网关还要兼顾对控制单元附加识别信息的任务，因此方法会给管理网关带来较大的负荷；而本步骤在较大的时间间隔内对通信间隔进行测试，延长了管理网关的监测时间，从而减少了管理网关的负载；仅获取一个控制单元的一个通信间隔存在偶然性，因此获取固定时间内的多个数据并求其平均值可以保证获得较为准确的通信间隔。通过获取两个以上控制单元的通信间隔，避免由于单个控制单元出现通信中断，使得管理网关发生误判；进一步的，在选取控制单元时，选择两个预设通信间隔不同且具有公倍数的控制单元，例如分别选择预设通信间隔为8ms和14ms的控制单元，将固定时间设为56ms，那么可以在56ms时同时计算出两个控制单元的通信间隔，减少了对通信间隔的判断时间；若选择通信间隔13ms和15ms的控制单元，当固定时间设为60ms，通信间隔15ms的控制单元还需要等待至65ms时才会获得13ms的通信间隔。

在第二网络和第三网络划分通信组后，若管理网关接收到的第二处理结果发送来源并非指定的通信单元时，则管理网关将发送该第二处理结果的控制单元划分至控制单元数量最小的通信组内。

具体的，若所有通信组的控制单元数量均相同，则将遗漏的控制单元划分至一个通信组内；通过此步骤可以发现位于通信组之外、未被划分的控制单元，并且当发现未被划分的控制单元时，通过此步骤及时的对遗漏的控制单元进行划分处理。

中继单元基于以下步骤建立第一转发规则表：

在第一转发规则表内建立多条数据行，每个传感器具有不同的编号，传感器生成的运行数据包括指向下一编号传感器网络地址的指针，中继单元接收运行数据时，将传感器的编号、工业装备运行数据的来源网络地址和目的地网络地址填入至数据行内，并判断运行数据来源网络地址是否与上一运行数据内存在的指针相同，若不同，则中继单元判断接收到的运行数据存在缺失，停止建立第一转发规则表并生成警告。

具体的，网络地址包括MAC地址和IP地址，通过此步骤使得中继单元在开始接收工业装备运行数据后，可以根据接收到的数据内包含的指针，确定下一个将会接收到的数据，由此可以保证接收到的工业数据是连续的，也使得当某个传感器出现损坏时，中继单元可以基于接收到的数据及时发现哪个传感器出现了故障。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本发明还提供了一种汽车工业装备数据采集和处理系统，该系统用于实现上述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，该系统主要包括：

控制单元，设置于第一网络、第二网络和第三网络中，控制单元基于传感器采集的工业装备运行数据，对工业装备的运行状态进行分析，根据分析结果对工业装备进行调整和故障排除；

管理网关，设置于第一网络、第二网络和第三网络中，第一网络的管理网关收集各个传感器采集的工业装备运行数据，将运行数据发送至中继单元，同时接收中继单元传输的第二处理结果，管理网关包括正常模式和分组模式，管理网关在正常模式下接收自身所处网络内所有控制单元传输的数据，管理网关在分组模式在自身管理的网络内划分多个通信组，并在每个通信组内指定其中一个控制单元作为通信单元，管理网关在分组模式下只与通信组内指定的通信单元通信；

中继单元，中继单元内设置有第一转发规则表和第二转发规则表，中继单元接收第一网络传输的工业装备运行数据，基于第一转发规则表转发至第二网络和第三网络中，中继单元接收第二网络和第三网络传输的第二处理结果，基于第二转发规则表转发至第一网络、第二网络和第三网络中。

本发明还提供了一种计算机存储介质，在程序指令运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述的汽车工业装备数据采集和处理方法。

本发明还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的汽车工业装备数据采集和处理方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，包括：

步骤S1：建立第一网络、第二网络和第三网络，所述第一网络包括多个传感器，传感器安装于工业装备上，传感器用于采集工业装备的运行数据，所述第二网络和所述第三网络包括多个控制单元，控制单元分别对应控制所述第一网络中的工业设备，三个网络之间通过中继单元通信，且每个网络内均设置有管理网关，管理网关用于完成自身所处网络与中继单元之间的数据交换；

步骤S2：在中继单元内建立第一转发规则表，所述第一网络的管理网关收集各个传感器采集的工业装备运行数据，将运行数据发送至中继单元，中继单元基于所述第一转发规则表将运行数据转发至所述第二网络和所述第三网络中，所述第二网络和所述第三网络的管理网关接收运行数据，将运行数据分发自身网络内对应的控制单元，控制单元对运行数据解析后生成第一处理结果，控制单元将第一处理结果发送至对应的管理网关；

步骤S3：管理网关接收第一处理结果的过程中，判断自身所处网络内是否出现网络拥堵，若出现网络拥堵，则管理网关将网络内的控制单元组合为多个通信组，管理网关在每个通信组内寻找通信负载最小的控制单元作为通信单元，管理网关向通信组内广播通信单元的网络地址，通信组内其余控制单元接收到通信单元的网络地址后，将自身生成的第一处理结果发送至通信单元，通信单元将收到的第一处理结果整合后发送至管理网关；

步骤S4：管理网关对第一处理结果进行解析，生成第二处理结果，在中继单元内建立第二转发规则表，所述第二转发规则表包括第二处理结果的来源和将要发送的目标网络地址，所述第二网络和所述第三网络的管理网关将第二处理结果发送至中继单元，中继单元基于第二转发规则表将第二处理结果发送至对应网络中的管理网关和传感器。

2.根据权利要求1所述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，所述步骤S4中，对第一处理结果进行解析，生成第二处理结果包括以下步骤：

步骤S41：在数据发送侧控制单元保留用于生成不同数据类型但数据内容相同的第一控制程序和第二控制程序，数据发送侧控制单元接收运行数据后，基于第一控制程序和第二控制程序分别生成不同数据类型但数据内容相同的第一处理结果，管理网关在每个第一处理结果的头部添加第一识别信息和第二识别信息，第一识别信息包括多个按顺序排列代表数据类型的单元格，管理网关根据第一处理结果的数据类型在第一识别信息对应的单元格进行标记，第二识别信息包括多个代表数据类型的单元格，管理网关根据当前网络中存在第一处理结果的数据类型在第二识别信息对应的单元格进行标记；

步骤S42：数据接受侧的控制单元接收第二处理结果后，解析第一识别信息，判断能否处理该数据类型的第二处理结果，是的情况下，继续接收第二识别信息，若第二识别信息表明该内容的第二处理结果在网络中仅存在一种数据类型，则数据接受侧的控制单元解析第二处理结果中的内容数据。

3.根据权利要求1所述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，基于以下步骤对控制单元进行分组：

步骤S31：获取控制单元向管理网关发送数据的预设通信间隔，将控制单元划分为个通信组，每个通信组包括个控制单元，同一通信组内控制单元的预设通信间隔接近；

步骤S32：完成对控制单元的分组后，管理网关判断是否还存在网络拥堵，若仍然存在网络拥堵，则将通信组进行合并，合并时首先将两个通信组内各个控制单元的预设通信间隔进行对比，若两个通信组内各个控制单元的通信间隔均不同，则将两个通信组进行合并为一个通信组。

4.根据权利要求1所述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，所述步骤S3，管理网关判断自身所处网络是否出现网络拥堵包括以下步骤：

管理网关获取网络内至少两个控制单元的预设通信间隔，基于第一公式计算获取自身与控制单元的实际通信间隔，所述第一公式为： ，其中p为在固定时间内接收到的通信数据数量，若至少两个控制单元的实际通信间隔均超过预设通信间隔且差值达到预设值时，管理网关判断网络内出现网络拥堵。

5.根据权利要求3所述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，在所述第二网络和所述第三网络划分通信组后，若管理网关接收到的第二处理结果发送来源并非指定的通信单元时，则管理网关将发送该第二处理结果的控制单元划分至控制单元数量最小的通信组内。

6.根据权利要求1所述的一种汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，中继单元基于以下步骤建立第一转发规则表：

在第一转发规则表内建立多条数据行，每个传感器具有不同的编号，传感器生成的运行数据包括指向下一编号传感器网络地址的指针，中继单元接收运行数据时，将传感器的编号、工业装备运行数据的来源网络地址和目的地网络地址填入至数据行内，并判断运行数据来源网络地址是否与上一运行数据内存在的指针相同，若不同，则中继单元判断接收到的运行数据存在缺失，停止建立第一转发规则表并生成警告。

7.一种汽车工业装备数据采集和处理系统，用于实现如权利要求1-6任一项所述的汽车工业装备数据采集和处理方法，其特征在于，包括：

控制单元，设置于第一网络、第二网络和第三网络中，控制单元基于传感器采集的工业装备运行数据，对工业装备的运行状态进行分析，根据分析结果对工业装备进行调整和故障排除；

管理网关，设置于第一网络、第二网络和第三网络中，所述第一网络的管理网关收集各个传感器采集的工业装备运行数据，将运行数据发送至中继单元，同时接收中继单元传输的第二处理结果，管理网关包括正常模式和分组模式，管理网关在正常模式下接收自身所处网络内所有控制单元传输的数据，管理网关在分组模式在自身管理的网络内划分多个通信组，并在每个通信组内指定其中一个控制单元作为通信单元，管理网关在分组模式下只与通信组内指定的通信单元通信；

中继单元，中继单元内设置有第一转发规则表和第二转发规则表，中继单元接收第一网络传输的工业装备运行数据，基于第一转发规则表转发至第二网络和第三网络中，中继单元接收第二网络和第三网络传输的第二处理结果，基于第二转发规则表转发至第一网络、第二网络和第三网络中。

8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有程序指令，其中，在所述程序指令运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行权利要求1-6任一项所述的汽车工业装备数据采集和处理方法。

9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1-6任一项所述的汽车工业装备数据采集和处理方法。

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