CN207586666U - 基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，包括依次连接的若干被控设备、动态内存模块以及云端服务器；所述动态内存模块包括集成控制芯片以及分别与所述集成控制芯片连接的存储器和物理接口收发器，所述物理接口收发器接收来自所述被控设备的所有数据和所述云端服务器的标准格式数据后传至所述集成控制芯片，所述集成控制芯片接收所有所述数据后萃取出所述云端服务器所需的有效数据并将所述有效数据分别传至所述存储器和所述云端服务器。本实用新型避免工业物联网数据传输的堵塞，提高数据传输效率，减轻云端服务器的负荷。
Description
技术领域
本实用新型属于物联网技术领域，具体涉及基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统。
背景技术
在物联网中，应用网关(application gateway)位于应用服务器和底层传感网络之间，用于汇聚数据、分发数据。由于物联网中数据量很大，而且并不是每个应用都会关心所有的数据。所以，每个应用需要在应用网关中定义一些规则进行数据过滤，只有那些符合应用所定义规则的物联网数据才会被应用网关转发至应用。由于物联网中的数据量非常大，而且每一条数据都要进行规则集合的匹配，这对应用网关中的数据过滤(规则匹配)引擎提出了很高的要求。
一般情况下，一个物联网平台针对若干个传感器，所述传感器的个数可能达到上千个，将所述若干传感器采集到的数据传输到物联网平台的过程中，由于数据传输量很大，容易造成网络传输的堵塞，影响传输效率。
现有的云端服务器分析数据是通过对应的软件分析需要不断的升级，运行负荷大，过程繁杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，通过对传输过程中物联网数据的过滤、压缩等处理，避免数据网络传输的堵塞，提高数据传输效率，减轻云端服务器的负荷。
本实用新型提供了如下的技术方案：
基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，包括依次连接的若干被控设备、动态内存模块以及云端服务器；
所述动态内存模块包括集成控制芯片以及分别与所述集成控制芯片连接的存储器和物理接口收发器，所述物理接口收发器接收来自所述被控设备的所有数据和所述云端服务器的标准格式数据后传至所述集成控制芯片，所述集成控制芯片接收所有所述数据后萃取出所述云端服务器所需的有效数据并将所述有效数据分别传至所述存储器和所述云端服务器；
所述云端服务器还连接有硬盘存储器，所述硬盘存储器用于存储所述云端服务器所需有效数据。
优选的，所述被控设备设有串口，所述物理接口收发器通过所述串口与所述被控设备连接，所述串口包括RS485、RS232和以太网口，所述物理接口收发器接收不同所述被控设备的RS485、RS232和以太网标准协议的数据并且汇总后传输给所述集成控制芯片。
优选的，所述动态内存模块还包括若干与所述集成控制芯片连接的串口硬盘，所述串口硬盘可外接存储扩大内存。
优选的，所述动态内存模块还包括电路板，所述集成控制芯片、所述存储器、所述物理接口收发器和所述串口硬盘均设置在所述电路板上。
优选的，所述电路板上还设有电源、散热器和存储卡槽，所述电源和所述散热器分别连接所述集成控制芯片，所述存储器通过所述存储卡槽安装在所述电路板上。
优选的，所述存储器包括主存储器和快取存储器，所述主存储器和所述快取存储器分别连接所述集成控制芯片，所述有效数据优先写入所述快取存储器，所述集成控制芯片判断所述快取存储器中的已储存数据的容量超过门坎容量时，将超出部分的已储存数据同步储存至所述主存储器。
优选的，所述物理接口收发器包括分别与所述集成控制芯片连接的第一物理接口收发器和第二物理接口收发器，所述第一物理接口收发器连接所述被控设备，所述第二物理接口收发器连接所述云端服务器，分别接受来自所述被控设备的数据和所述云端服务器的标准格式数据并将所述有效数据传至所述云端服务器。
本实用新型的有益效果是：系统通过动态内存模块设置，现场数据无需都上传云端服务器，过滤效率高；动态内存模块设计使数据处理精确、分析运算速度快；云端服务器可设定传输的频次，减小网络传输的负荷；系统采用动态内存模块分析，对应的是硬件分析，分析速度更快，运算准确，数据传输稳定。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型系统结构示意图；
图2是本实用新型动态内存模块原理结构示意图；
图3是本实用新型动态内存模块结构示意图一；
图4是本实用新型动态内存模块结构示意图二；
图5是本实用新型动态内存模块插接实施结构示意图；
图中标记为：1.电路板；2.电源；3.集成控制芯片；4.串口硬盘；5.存储卡槽；6.存储器；7.散热器；8.物理接口收发器；9.第一物理接口收发器；10.第二物理接口收发器；11.数据插接线；12.服务器插接线。
具体实施方式
如图1所示，基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，包括依次连接的若干被控设备、动态内存模块以及云端服务器；动态内存模块包括集成控制芯片以及分别与集成控制芯片连接的存储器和物理接口收发器，物理接口收发器接收来自被控设备的所有数据和云端服务器的标准格式数据后传至集成控制芯片，集成控制芯片接收所有数据后萃取出云端服务器所需的有效数据并将有效数据分别传至存储器和云端服务器；云端服务器还连接有硬盘存储器，硬盘存储器用于存储云端服务器所需有效数据。进一步地，被控设备设有串口，物理接口收发器通过串口与被控设备连接，串口包括RS485、RS232和以太网口，物理接口收发器接收不同被控设备的RS485、RS232和以太网标准协议的数据并且汇总后传输给集成控制芯片。
如图1-图5所示，动态内存模块包括集成控制芯片3以及分别与集成控制芯片3连接的存储器6和物理接口收发器8，物理接口收发器8接收来自所有被控设备的数据和云端服务器的标准格式数据后进入集成控制芯片3，集成控制芯片3萃取出云端服务器所需的有效数据并将有效数据分别传至存储器6和云端服务器；动态内存模块还包括若干与集成控制芯片3连接的串口硬盘4，串口硬盘4可外接存储扩大内存。存储器6可为DRAM内存条、FLASH闪存及任何可存储资料之存储介质。进一步的，存储器6包括主存储器和快取存储器，主存储器和快取存储器分别连接集成控制芯片3，有效数据优先写入快取存储器，集成控制芯片3判断快取存储器中的已储存数据的容量超过门坎容量时，将超出部分的已储存数据同步储存至主存储器。
如图1-图4所示，动态内存模块还包括电路板1，集成控制芯片3、存储器6、物理接口收发器8和串口硬盘4均设置在电路板1上。电路板1上还设有电源2、散热器7和存储卡槽5，电源2和散热器7分别连接集成控制芯片3，存储器6通过存储卡槽5安装在电路板1上。
如图1-图5所示，物理接口收发器8包括分别与集成控制芯片3连接的第一物理接口收发器9和第二物理接口收发器10，第一物理接口收发器9通过数据插接线11连接被控设备，第二物理接口收发器10通过服务器插接线12连接云端服务器，分别接受来自被控设备的数据和云端服务器的标准格式数据并将有效数据传至云端服务器。
如图1-图5所示，集成控制芯片3萃取出云端服务器所需的有效数据方法，包括以下步骤：
S1：集成控制芯片3接收来自被控设备的所有数据和云端服务器的标准格式数据；
S2：将所有被控设备的数据与标准格式数据进行比较后过滤，获取云端服务器所需的有效数据；
S3：过滤后的有效数据分别传至存储器6和云端服务器。
如图1-图5所示，基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统可实现数据存取和数据交握。数据存取过程；当动态内存模块接收云端服务器写入的数据时，优先将数据写入快取储存器。动态内存模块判断快取储存器中的已储存数据的容量是否超过门坎容量，当已储存数据的容量超过门坎容量时，将超出部分的已储存数据同步储存至主储存器。当动态内存模块持续将数据写入快取储存器且快取储存装置的容量已满时，已同步数据优先从快取储存器中被删除，以令新的数据可被写入快取储存器中。数据交握过程：动态内存模块可具有桥接单元及多个储存装置，桥接单元于判断总线接口闲置时，预先发出一指令的第一个封包中的准备传输讯号至储存装置，并接收储存装置回复的准备接收讯号。当云端服务器确实发出准备传输讯号时，桥接单元直接回复准备接收讯号。接着，桥接单元再接收云端服务器传输的封包数据及后续讯号，并传送至储存装置。当第一个封包传输结束后，桥接单元也可依据预先发出下一个封包的准备传输讯号，而不需等待云端服务器或储存装置的发起，藉此缩短交握的时间。
如图1-图5所示，在工业现场需要分布式生产云，使用基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，现场数据无需都上传云端服务器，动态内存模块使数据过滤效率高、分析运算速度快，提升机器的智能化，数据处理精确。基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统可通过云端服务器设定传输的频次，减小网络传输的负荷和云端服务器的负荷；采用动态内存模块分析，对应的是硬件分析，速度更快、运算准确，统一处理不同设备接入，不须因新增设备而更新控制软件，可以适用于不同算法。系统高效分析处理过滤物联网数据，最终可将100％的数据转换为10％的有效数据，传至云端服务器。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，包括依次连接的若干被控设备、动态内存模块以及云端服务器；
所述动态内存模块包括集成控制芯片以及分别与所述集成控制芯片连接的存储器和物理接口收发器，所述物理接口收发器接收来自所述被控设备的所有数据和所述云端服务器的标准格式数据后传至所述集成控制芯片，所述集成控制芯片接收所有所述数据后萃取出所述云端服务器所需的有效数据并将所述有效数据分别传至所述存储器和所述云端服务器；
所述云端服务器还连接有硬盘存储器，所述硬盘存储器用于存储所述云端服务器所需有效数据。
2.根据权利要求1所述的基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，所述被控设备设有串口，所述物理接口收发器通过所述串口与所述被控设备连接，所述串口包括RS485、RS232和以太网口，所述物理接口收发器接收不同所述被控设备的RS485、RS232和以太网标准协议的数据并且汇总后传输给所述集成控制芯片。
3.根据权利要求1所述的基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，所述动态内存模块还包括若干与所述集成控制芯片连接的串口硬盘。
4.根据权利要求3所述的基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，所述动态内存模块还包括电路板，所述集成控制芯片、所述存储器、所述物理接口收发器和所述串口硬盘均设置在所述电路板上。
5.根据权利要求4所述的基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，所述电路板上还设有电源、散热器和存储卡槽，所述电源和所述散热器分别连接所述集成控制芯片，所述存储器通过所述存储卡槽安装在所述电路板上。
6.根据权利要求1所述的基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，所述存储器包括主存储器和快取存储器，所述主存储器和所述快取存储器分别连接所述集成控制芯片，所述有效数据优先写入所述快取存储器，所述集成控制芯片判断所述快取存储器中的已储存数据的容量超过门坎容量时，将超出部分的已储存数据同步储存至所述主存储器。
7.根据权利要求2所述的基于动态内存控制芯片的边缘计算工业控制系统，其特征在于，所述物理接口收发器包括分别与所述集成控制芯片连接的第一物理接口收发器和第二物理接口收发器，所述第一物理接口收发器连接所述被控设备，所述第二物理接口收发器连接所述云端服务器，分别接受来自所述被控设备的数据和所述云端服务器的标准格式数据并将所述有效数据传至所述云端服务器。
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