WO2019186484A1 - Protocol configuration system, device and method in industrial cloud - Google Patents

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WO2019186484A1
WO2019186484A1 PCT/IB2019/052591 IB2019052591W WO2019186484A1 WO 2019186484 A1 WO2019186484 A1 WO 2019186484A1 IB 2019052591 W IB2019052591 W IB 2019052591W WO 2019186484 A1 WO2019186484 A1 WO 2019186484A1
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protocol
data
cloud
industrial
topology
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PCT/IB2019/052591
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周文晶
博大
朱加兴
库明·克勒斯托弗
吴腾飞
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西门子股份公司
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    • H04L69/18—Multiprotocol handlers, e.g. single devices capable of handling multiple protocols

Definitions

  • Protocol configuration system device and method in industrial cloud
  • the present invention relates to industrial clouds, and more particularly to protocol configuration systems, apparatus and methods in industrial clouds. Background technique
  • the device layer application interface includes basic information and parameters, such as device name, variable name, protocol parameters, data model, and so on.
  • the protocol configuration mechanism in the industrial cloud in the prior art has many drawbacks. For example, when massive amounts of data need to be connected through the cloud in the industrial sector, it is very difficult to build connections through human resources, which can take too much time and many errors. For example, since each protocol has its own principles and parameters, engineers need to know the characteristics of each protocol in order to complete the commissioning work, but this requires expertise and experience in the field when there are many protocols. For example, people who do data analysis will not move the profinet protocol. Those who understand the profinet protocol will not understand MODBUS, which will cause some problems. Summary of the invention
  • the present invention provides a protocol configuration method in an industrial cloud, which includes the following steps: receiving data acquisition requirements sent by a client from an industrial cloud, parsing the data acquisition requirements, and obtaining a parsed data structure; Ending a protocol model corresponding to a plurality of devices to form an agreement The data is matched to the protocol topology, and the matching result is sent to the industrial cloud, where the matching result includes data corresponding to the data acquisition requirement extracted from the protocol topology.
  • the parsing step further includes: converting the data acquisition requirement into a cloud description, and parsing the data structure from the cloud description.
  • the matching step further includes: retrieving a protocol framework template corresponding to the cloud description from the protocol library, matching the protocol framework template and the protocol topology, and finding the data acquisition from the protocol topology. Corresponding to the protocol model, and extracting corresponding data in the data acquisition requirement from the protocol model.
  • the network topology includes a protocol model corresponding to a plurality of interconnected devices, and the protocol model includes device information, data point information, and a data model.
  • the parsed data structure includes standard data and customer data, wherein the standard data and the customer data respectively include device information, data point information, and data model information.
  • the protocol framework template based on the new protocol is updated to the protocol library.
  • a second aspect of the present invention provides a protocol configuration apparatus in an industrial cloud, including: an application program interface, which receives an data acquisition request sent by a client from an industrial cloud, parses the data acquisition requirement, and obtains the parsed a data structure; a matching device, which splits a protocol model corresponding to a plurality of devices at the device end to form a protocol topology; matches the parsed data structure and the protocol topology, and sends the matching result to the industrial cloud, where The matching result includes data corresponding to the data acquisition requirement extracted from the protocol topology.
  • the application program interface converts the data acquisition requirement into a cloud description and parses the data structure from the cloud description.
  • the matching device retrieves a protocol framework template corresponding to the cloud description from the protocol library, matches the protocol framework template and the protocol topology, and finds the data acquisition requirement corresponding to the protocol topology. a protocol model, and extracting corresponding data in the data acquisition requirement from the protocol model.
  • the network topology includes a protocol model corresponding to a plurality of interconnected devices, and the protocol model includes device information, data point information, and a data model.
  • the parsed data structure includes standard data and customer data, where the standard data and the customer data respectively include device information, data point information, and data model information. Further, when the matching result is generated based on the new protocol, the matching device updates the protocol framework template based on the new protocol to the protocol library.
  • a third aspect of the present invention provides a protocol configuration system in an industrial cloud, comprising: a storage medium storing a plurality of instructions; a bus connected to the storage medium; and a processor coupled to the bus, When the processor executes the instructions, the protocol configuration system in the industrial cloud is caused to execute the protocol configuration method in the industrial cloud according to the second aspect of the present invention.
  • the present invention is capable of automating protocol configuration for different industrial clouds and is more efficient and less expensive to perform cloud connections.
  • the invention can easily realize cloud connection and provide domain specific knowledge to support industrial applications and realize knowledge conversion.
  • the present invention can be used in protocol configurations in industrial clouds with complex device layer connections and structures, and helps cloud providers or system integrators to easily benefit from cloud services.
  • Figure i is a system framework diagram of protocol configuration in an industrial cloud in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a network topology of a protocol configuration in an industrial cloud in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a data structure parsed by an application interface module 310 of a protocol configuration in an industrial cloud according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram showing the structure of an OPC protocol for protocol configuration in an industrial cloud in accordance with an embodiment of the present invention. detailed description
  • the present invention is capable of providing a rule-based automatic protocol configuration mechanism in complex device layer cloud connections.
  • the invention is still based on protocol rules including, but not limited to, Modbus, Profinet, Profibus, OPC UA.
  • protocol rules including, but not limited to, Modbus, Profinet, Profibus, OPC UA.
  • a typical industrial system connected by an industrial cloud there are multiple plants, each with multiple devices.
  • the following takes the user to obtain the relevant parameters of the industrial control system, electric meter, water meter and other equipment in the factory production line as an example.
  • the dotted line in Fig. 1 is the boundary line
  • the dotted line is above the industrial cloud
  • the dotted line is below the factory end 400.
  • the factory end 400 includes equipment such as an industrial control system 410, a first sensor 420, and a second sensor 430.
  • the first sensor 420 is typically a power sensor
  • the second sensor 430 is typically a water meter.
  • the power sensor is based on an 0PC protocol
  • the water meter is based on a MODBUS protocol.
  • the factory end 400 also implements file F communication including personnel information through a TCP/IP protocol.
  • the factory side 400 performs data interaction with the server 300 through the data management device 440.
  • the protocol configuration method in the industrial cloud provided by the present invention includes the following steps.
  • step S1 the data acquisition request sent by the client 100 is received from an industrial cloud 200, and the data acquisition requirement is parsed to obtain the parsed data structure.
  • the customer accesses the cloud through an external webpage, and inputs the customer's data or demand into the application 110.
  • the specific data acquisition requirement is “acquiring the reading of the first sensor 420 and the reading of the second sensor 430 in the factory 400”.
  • the data acquisition requirement "acquiring the reading of the first sensor 420 in the acquisition factory 400 and the reading of the second sensor 430" needs to be converted into a cloud description and parsed from the cloud description.
  • the client sends the specific data acquisition requirement to the industrial cloud 200 through the client application 110, and the data may need to be converted to the industrial cloud 200 after the industrial cloud 200 is converted by the cloud description, wherein the cloud connection application in FIG.
  • the standard description provided by the interface 210 may also be referred to as a cloud description, which is converted to a standard cloud description by the cloud connection application interface 210, and then sent to the server 300 o
  • the parsed data structure includes standard data and customer data, where the standard data and the customer data respectively include device information, data point information, and data model information.
  • An API rule model 310 is used to parse the cloud description into a data structure, which is a standard description for providing the main features and parameters of the cloud requirements.
  • the information of the application interface model also includes device information, data point information, data model information, and the like.
  • the input to the application interface specification module 310 is a cloud field connection application interface content, and the application interface specification module 310 parses the full text of the content and finds the framework and logic of the cloud requirements.
  • the application interface module 310 finds the connection standard module and selects the primary parameters useful for the data connection in each model.
  • the output of the application interface module 310 is a standard primary parameter.
  • 3 is a schematic diagram of an application interface model of a protocol configuration in an industrial cloud according to an embodiment of the present invention.
  • the application interface model includes standard data and customer data, wherein the standard data includes device information. 3. Data point information 3 and device model information 3, etc. Further, the device information 3 includes parameters 13 and parameters 14, data points. Information 3 includes parameter 15 and parameter 16, and data model information 3 includes parameter 17 and parameter 18.
  • the customer data includes device information 4, data point information 4, and data model information 4. Further, the device information 4 includes a parameter 19 and a parameter 20, the data point information 4 includes a parameter 21 and a parameter 22, and the data model information 4 includes a parameter 23 and a parameter 24.
  • the customer data is a customer-defined data model.
  • the device corresponding to the data acquisition requirement sent by the client is the reading of the first sensor 420, that is, the water meter reading of the factory 400, which is transmitted by the OPC protocol.
  • the data acquisition requirements sent by the customer also correspond to the second sensor 430, that is, the meter reading of the factory 400, which is transmitted via the MODBUS protocol.
  • step S2 is performed to split the protocol model corresponding to the plurality of devices at the device end to form a protocol topology.
  • 2 is a schematic diagram of a network topology of protocol configurations in an industrial cloud in accordance with an embodiment of the present invention, wherein the protocol model includes a standard description of the main modules and parameters for cloud connections, which are used to explain device layer requirements.
  • the protocol model is suitable for application to different protocols.
  • the protocol model finds each protocol and classifies the protocol model using a standard model.
  • the protocol model selects the main parameters for the data connection in each protocol and outputs the standard main parameters.
  • the network topology includes a protocol model A corresponding to a plurality of interconnected devices, and the protocol model A includes device information, data point information, and a data model.
  • the above device information, data point information, and data model separately describe the key parameters of the device.
  • the first sensor 420 of the factory 400 is transmitted by the PCT protocol
  • the second sensor 430 of the factory 400 is transmitted by the MODBUS protocol.
  • the protocol model of the PCT protocol is split into device information 1, data point information 1 and data model 1, wherein the device information 1 further includes parameter 1 and parameter 2, and the data point model 1 further Including parameter 3 and parameter 4, data model 1 further includes parameter 5 and parameter 6.
  • the protocol model of MODBUS is split into device information 2, data point information 2 and data model 2, wherein the device information 2 further includes parameter 7 and parameter 8, and the data point model 2 further includes parameter 9 and parameter 10, Data Model 2 further includes parameters 11 and 12.
  • the device information 1 corresponds to the first sensor 420, that is, the meter of the factory 400
  • the device information 2 corresponds to the second sensor 430, that is, the water meter of the factory 400
  • the data point information is a pipe for actually storing the data
  • the parameter 3 corresponding to the data point information 1 is the reading of the first sensor 420, that is, the reading of the meter of the factory 400.
  • the parameter 9 of the corresponding data parameter of the data point information 2 is the reading of the second sensor 430, that is, the reading of the water meter of the factory 400.
  • step S3 is performed to match the parsed data structure and the protocol topology, and The result B is sent to the industrial cloud 200, wherein the matching result B includes data corresponding to the data acquisition requirement extracted from the protocol topology.
  • the protocol framework template corresponding to the cloud description is retrieved from the protocol library 330, the protocol framework template is matched with the protocol topology, and the protocol model corresponding to the data acquisition requirement is found from the protocol topology. And extracting corresponding data in the data acquisition requirement from the protocol model.
  • different protocols have different protocol framework templates because different clouds have different cloud descriptions. A large number of different protocol templates are pre-stored in the protocol library 330. Therefore, the present invention retrieves the protocol template corresponding to the industrial cloud 200 according to the type of the industrial cloud 200.
  • the data acquisition requirement of the customer is “acquiring the reading of the first sensor 420 in the acquisition factory 400 and the reading of the second sensor 430”, and then the first sensor 420 is correspondingly retrieved in step S3.
  • the protocol framework framework template only includes the framework of the protocol, and does not include any content.
  • the PCT protocol framework template retrieved in step S3 does not include the first The reading of the sensor 420, for the same reason, does not include the reading of the second sensor 430 in the MODBUS protocol frame template retrieved in step S3.
  • the network topology obtained in the step 2 includes various protocols corresponding to various devices of the device layer, and the content of the protocol. Therefore, the network topology acquired in the step S2 includes not only the PCT protocol corresponding to the first sensor 420 but also the content thereof.
  • the second sensor 430 corresponds to the MODBUS protocol and its contents, wherein the reading of the first sensor 420 is included in the PCT protocol, and the reading of the second sensor 430 is included in the MODBUS protocol. Therefore, in this step, the PCT protocol framework template corresponding to the first sensor 420 and the MODBUS protocol framework template corresponding to the second sensor 430 are retrieved from the protocol library 330 according to the type of the industrial cloud 200, that is, the PCT can be known.
  • the protocol and the structure of the MODBUS protocol it can be known that the reading of the first sensor 420 is stored in the parameter 3 corresponding to the data point information 1, and the reading of the second sensor 430 is stored in the parameter 9 of the corresponding parameter of the data point information 2.
  • the OPC protocol includes real-time data DA, alarm event AE, and past data HAD.
  • the real-time data DA further includes a project item, a group and a server.
  • the group is composed of data of the OPC protocol, and the server server is client access.
  • the server server further includes a protocol port comber, an address address, a container container, and other content.
  • the protocol port comber indicates which port the protocol corresponds to, the address address indicates the IP address of the first sensor 420, and the container container contains a block of the protocol container.
  • the parameter 3 of the data point information 1 of the PCT protocol in the network topology can be obtained.
  • the reading of the first sensor 420 retrieves the parameter 9 of the data point information 2 of the MODBUS protocol in the network topology to obtain the reading of the second sensor 420.
  • the protocol framework template based on the new protocol is updated to the protocol library.
  • the second aspect of the present invention also provides a protocol configuration apparatus in an industrial cloud, which includes an application interface 210, a matching device 320, and the like.
  • the application program interface 210 receives the data acquisition request sent by the client from an industrial cloud 200, parses the data acquisition requirement, and obtains the parsed data structure.
  • the matching device 320 splits the protocol model corresponding to the plurality of devices at the device end to form a protocol topology, matches the parsed data structure and the protocol topology, and sends the matching result to the industrial cloud, where the matching is performed.
  • the result includes data corresponding to the data acquisition requirement extracted from the protocol topology.
  • the application program interface converts the data acquisition requirement into a cloud description and parses the data structure from the cloud description.
  • the matching device retrieves a protocol framework template corresponding to the cloud description from the protocol library, matches the protocol framework template and the protocol topology, and finds the data acquisition requirement corresponding to the protocol topology. a protocol model, and extracting corresponding data in the data acquisition requirement from the protocol model.
  • the network topology includes a protocol model corresponding to a plurality of interconnected devices, and the protocol model includes device information, data point information, and a data model.
  • the parsed data structure includes standard data and customer data, wherein the standard data and the customer data respectively include device information, data point information, and data model information.
  • the matching device 320 updates the protocol framework template based on the new protocol to the protocol library 330.
  • a third aspect of the present invention also provides a protocol configuration system in an industrial cloud, comprising a storage medium, a bus, and a processor.
  • the storage medium is used to store a plurality of instructions.
  • a bus is coupled to the storage medium.
  • a processor is coupled to the bus, and when the processor executes instructions, causes a protocol configuration system in the industrial cloud to perform a protocol configuration method in an industrial cloud as described above.
  • the present invention is capable of automating protocol configuration for different industrial clouds, and is more efficient and less expensive to perform cloud connections.
  • the invention can easily realize cloud connection, and provides domain specific knowledge to support industrial applications and realize knowledge conversion.
  • the invention can be used for connections and junctions with complex device layers Protocol configuration in the industrial cloud and help cloud providers or system integrators easily benefit from cloud services.

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Abstract

本发明提供了工业云中的协议配置系统、装置和方法，其中，包括如下步骤：从一个工业云中接收客户发送的数据获取需求，对所述数据获取需求进行解析，得到解析后的数据结构；拆分设备端复数个设备所对应的协议模型，形成协议拓扑；对解析后的数据结构和所述协议拓扑进行匹配，将匹配结果发送至所述工业云中，所述匹配结果包括从所述协议拓扑中提取的所述数据获取需求对应的数据。本发明能够针对不同的工业云自动完成协议配置，并且效率更高花费更低。本发明能够轻松实现云连接，并提供领域特殊性知识以支持工业应用，实现了知识转换。本发明能够用于具有复杂设备层连接和结构的工业云中的协议配置，并帮助云或者系统综合提供者轻松得益于云服务。

Description

工业云中的协议配置系统、 装置和方法 技术领域
本发明涉及工业云， 尤其涉及工业云中的协议配置系统、 装置和方法。 背景技术
现在工业云应用在了不同的领域， 这些云是为了尽可能多地通过标准方 式将多个装置连接起来， 因此， 这些云都为了装置连接提供了它们的设备层 应用程序接口 (field layer API)。 其中， 设备层应用程序接口包括了基本信息 和参数， 例如装置名字 ( device name)、 变量名 ( variable name)、 协议参数 ( protocol parameters )、 数据模型 ( data model ) 等。
然而， 在一个典型的工业自动化系统， 现场有工厂或者几个工厂， 工厂 又包括很多产线， 其包括大量各种类型的协议， 例如 Modbus、 Profinet、 Profibus, OPC UA等。 为了管理数量巨大的资产， 需要一个能够组织和配置 一个工业云平台上的变量和数据的方法， 现有技术中往往通过人工来完成这 部分工作。 领域特殊性模板 ( Domain specific templates )对资源结构来说很重 要， 其能够支持资产结构等云应用， 然而领域特殊性模板也大部分由人工创 建。
现有技术中的工业云中的协议配置机制具有很多缺陷。 例如， 当海量数 据需要通过云在工业领域被连接起来时， 通过人力构建连接非常困难， 其会 耗费太多时间并出现许多错误。 例如， 由于每个协议都有其自己的原则和参 数， 为了完成调试工作工程师需要知道每个协议的特征， 但当协议比较多时 这需要本领域的专业知识和经验。比如，做数据分析的人不会动 profinet协议， 懂 profinet协议的人不会懂 MODBUS, 这就会造成一些问题。 发明内容
本发明提供了工业云中的协议配置方法， 其中， 包括如下步骤： 从一个 工业云中接收客户发送的数据获取需求， 对所述数据获取需求进行解析， 得 到解析后的数据结构； 拆分设备端复数个设备所对应的协议模型， 形成协议 拓扑； 对解析后的数据结构和所述协议拓扑进行匹配， 将匹配结果发送至所 述工业云中， 其中， 所述匹配结果包括从所述协议拓扑中提取的所述数据获 取需求对应的数据。
进一步地， 所述解析步骤还包括： 将所述数据获取需求转换成云描述， 并从所述云描述中解析出所述数据结构。
进一步地， 所述匹配步骤还包括： 从协议库中调取该云描述对应的协议 框架模板， 对所述协议框架模板和所述协议拓扑进行匹配， 从所述协议拓扑 中找到所述数据获取需求对应的协议模型， 并从该协议模型中提取所述数据 获取需求中对应的数据。
进一步地， 所述网络拓扑包括复数个相互连接的设备分别对应的协议模 型， 所述协议模型包括设备信息、 数据点信息和数据模型。
进一步地， 所述解析后的数据结构包括标准数据和客户数据， 其中， 所 述标准数据和客户数据分别包括设备信息、 数据点信息和数据模型信息。
进一步地， 当所述匹配结果是基于新的协议生成的时， 将基于所述新的 协议的协议框架模板更新至协议库。
本发明第二方面提供了工业云中的协议配置装置， 其中， 包括： 应用程 序接口， 其从一个工业云中接收客户发送的数据获取需求， 对所述数据获取 需求进行解析， 得到解析后的数据结构； 匹配装置， 其拆分设备端复数个设 备所对应的协议模型， 形成协议拓扑； 对解析后的数据结构和所述协议拓扑 进行匹配， 将匹配结果发送至所述工业云中， 其中， 所述匹配结果包括从所 述协议拓扑中提取的所述数据获取需求对应的数据。
进一步地， 所述应用程序接口将所述数据获取需求转换成云描述， 并从 所述云描述中解析出所述数据结构。
进一步地， 所述匹配装置从协议库中调取该云描述对应的协议框架模板， 对所述协议框架模板和所述协议拓扑进行匹配， 从所述协议拓扑中找到所述 数据获取需求对应的协议模型， 并从该协议模型中提取所述数据获取需求中 对应的数据。
进一步地， 所述网络拓扑包括复数个相互连接的设备分别对应的协议模 型， 所述协议模型包括设备信息、 数据点信息和数据模型。
进一步地， 所述解析后的数据结构包括标准数据和客户数据， 其中， 所 述标准数据和客户数据分别包括设备信息、 数据点信息和数据模型信息。 进一步地， 当所述匹配结果是基于新的协议生成的时， 匹配装置将基于 所述新的协议的协议框架模板更新至协议库。
本发明第三方面提供了工业云中的协议配置系统， 其中， 包括： 一个存 储介质， 其存储复数个指令； 一个连接于所述存储介质的总线； 一个稱合于 所述总线的处理器， 当所述处理器执行指令时， 使得所述工业云中的协议配 置系统执行根据本发明第二方面所述的工业云中的协议配置方法。
本发明能够针对不同的工业云自动完成协议配置， 并且执行云连接的效 率更高花费更低。 本发明能够轻松实现云连接， 并提供领域特殊性知识以支 持工业应用， 并实现了知识转换。 本发明能够用于具有复杂设备层连接和结 构的工业云中的协议配置， 并帮助云提供者或者系统综合提供者轻松得益于 云服务。 附图说明
图 i 是根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协议配置的系统框架 图；
图 2是根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协议配置的网络拓扑 不意图；
图 3根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协议配置的经过应用程 序接口模块 310解析的数据结构示意图；
图 4是根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协议配置的 OPC协议 的结构示意图。 具体实施方式
以下结合附图， 对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明能够在复杂的设备层云连接中提供基于规则的自动协议配置机 制。本发明仍然是基于协议规则的，所述协议包括但不限于 Modbus、 Profinet、 Profibus、 OPC UA。 在一个典型的通过工业云连接的工业系统中， 具有多个 工厂， 每个工厂设置有多个设备。 如图 1 所示， 下面结合用户获取工厂生产 线中的工业控制系统、 电表、 水表等设备端相关参数为例进行说明。 其中， 以图 1中的虚线为分界线， 虚线以上为工业云端， 虚线以下为工厂端 400。 工 厂端 400包括工业控制系统 410、 第一传感器 420和第二传感器 430等设备， 其中， 所述第一传感器 420典型地为一电能传感器， 所述第二传感器 430典 型地为一水表。 具体地， 所述电能传感器是基于 0PC协议的， 所述水表是基 于 MODBUS协议的。 此外， 所述工厂端 400还通过 TCP/IP协议实现对包括 人员信息的文件 F通信。 工厂端 400通过数据管理设备 440与服务器 300进 行数据交互。
参见图 1， 本发明提供的工业云中的协议配置方法包括如下步骤。
首先执行步骤 S1， 从一个工业云 200中接收客户 100发送的数据获取需 求， 对所述数据获取需求进行解析， 得到解析后的数据结构。 其中， 客户通 过外部网页方式访问云端， 将客户的数据或许需求输入到应用程序 110 中。 具体地， 在本实施例中， 所述具体数据获取需求为“获取工厂 400 中第一传 感器 420的读书和第二传感器 430的读数”。
具体地， 在工业云 200中， 需要将所述数据获取需求“获取获取工厂 400 中第一传感器 420的读书和第二传感器 430的读数”转换成云描述， 并从所 述云描述中解析出所述数据结构。 客户通过客户端应用程序 110将具体数据 获取需求发送至工业云 200端， 该数据或许需求到达工业云 200端以后工业 云 200通过云描述对其进行转换， 其中， 图 1 中的云连接应用程序接口 210 提供的标准描述也可以称为云描述， 通过云连接应用程序接口 210将该数据 获取需求转换成标准云描述， 然后将该云描述发送至服务器 300 o
其中， 所述解析后的数据结构包括标准数据和客户数据， 其中， 所述标 准数据和客户数据分别包括设备信息、 数据点信息和数据模型信息。 应用程 序接口规范模块 ( An API rule model ) 310用于将云描述解析为数据结构， 该 数据结构为标准描述， 用于提供云需求的主要特征和参数。 为了在设备层连 接不通的协议， 应用程序接口模型的信息也相应地包括设备信息、 数据点信 息、 数据模型信息等。应用程序接口规范模块 310的输入为云层 (cloud field) 连接应用程序接口内容， 所述应用程序接口规范模块 310解析内容全文并找 到云需求的框架和逻辑。 所述应用程序接口模块 310找到连接标准模块， 并 在每个模型中选择对数据连接有用的主要参数。 所述应用程序接口模块 310 的输出为标准主要参数。 图 3根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协 议配置的应用程序接口模型示意图， 如图 3 所示， 应用程序接口模型包括标 准数据和客户数据， 其中， 所述标准数据包括设备信息 3、 数据点信息 3和设 备模型信息 3等。 进一步地， 所述设备信息 3包括参数 13和参数 14, 数据点 信息 3包括参数 15和参数 16， 数据模型信息 3包括参数 17和参数 18。 客户 数据包括设备信息 4、 数据点信息 4和数据模型信息 4。 进一步地， 所述设备 信息 4包括参数 19和参数 20， 数据点信息 4包括参数 21和参数 22， 数据模 型信息 4包括参数 23和参数 24。其中， 所述客户数据为客户自定义的数据模 型。 通过对云描述的解析得到的上述数据结构， 可以知道， 客户发送的数据 获取需求对应的设备是第一传感器 420的读数， 也就是工厂 400的水表读数， 其是通过 OPC协议进行传输的。 客户发送的数据获取需求还对应着第二传感 器 430， 也就是工厂 400的电表读数， 其是通过 MODBUS协议传输的。
然后执行步骤 S2, 拆分设备端复数个设备所对应的协议模型， 形成协议 拓扑。 图 2是根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协议配置的网络拓 扑示意图， 其中， 协议模型是包括了针对云连接的主要模块和参数的标准描 述， 其用于解释设备层需求。 协议模型适合应用于不同的协议。 协议模型找 到每个协议并用标准模型对协议模型进行分类。 协议模型选取每个协议中的 用于数据连接的主要参数， 并输出标准主要参数。 为了更方便连接至云， 具 体地， 所述网络拓扑包括复数个相互连接的设备分别对应的协议模型 A， 所 述协议模型 A包括设备信息、 数据点信息和数据模型。 上述设备信息、 数据 点信息、 数据模型单独描述了设备的关键参数。 其中， 在本实施例中， 工厂 400的第一传感器 420是通过 PCT协议进行传输的， 工厂 400的第二传感器 430是通过 MODBUS协议进行传输的。 如图 2所示， PCT协议的协议模型被 拆分为了设备信息 1、 数据点信息 1和数据模型 1， 其中， 所述设备信息 1进 一步地包括参数 1和参数 2， 数据点模型 1进一步地包括参数 3和参数 4， 数 据模型 1进一步地包括参数 5和参数 6。 MODBUS的协议模型被拆分为了设 备信息 2、 数据点信息 2和数据模型 2, 其中， 所述设备信息 2进一步地包括 参数 7和参数 8， 数据点模型 2进一步地包括参数 9和参数 10， 数据模型 2 进一步地包括参数 11和参数 12。具体地， 假设设备信息 1对应着第一传感器 420, 也就是工厂 400的电表， 设备信息 2对应着第二传感器 430， 也就是工 厂 400 的水表。 进一步地， 数据点信息是真正存储数据的管道， 因此数据点 信息 1对应的参数 3就是第一传感器 420的读数， 即工厂 400的电表的读数。 数据点信息 2对应参数的参数 9就是第二传感器 430的读数， 即工厂 400的 水表的读数。
接着执行步骤 S3 , 对解析后的数据结构和所述协议拓扑进行匹配， 将匹 配结果 B发送至所述工业云 200中， 其中， 所述匹配结果 B包括从所述协议 拓扑中提取的所述数据获取需求对应的数据。 进一步地， 从协议库 330 中调 取该云描述对应的协议框架模板， 对所述协议框架模板和所述协议拓扑进行 匹配， 从所述协议拓扑中找到所述数据获取需求对应的协议模型， 并从该协 议模型中提取所述数据获取需求中对应的数据。 具体地， 由于不同的云具有 不同的云描述， 不同的协议具有不同的协议框架模板。 协议库 330 中预存了 大量不同的协议模板， 因此本发明根据工业云 200的类型调取工业云 200对 应的协议模板。 例如， 在本实施例中， 客户的数据获取需求为“获取获取工 厂 400中第一传感器 420的读书和第二传感器 430的读数”， 则在步骤 S3中 调取的就是第一传感器 420对应的 PCT协议框架模板以及第二传感器 430对 应的 MODBUS协议框架模板。 其中， 需要说明的是， 协议框架框架模板仅包 括该协议的框架， 并不包含任何内容， 也就是说， 在本实施例中， 步骤 S3中 调取的 PCT协议框架模板中并不包括第一传感器 420的读数， 同理， 步骤 S3 中调取的 MODBUS协议框架模板中并不包括第二传感器 430的读数。在步骤 2 中得到的网络拓扑中包括设备层各种设备对应的各种协议， 以及协议的内 容， 因此步骤 S2中获取的网络拓扑中不仅包括第一传感器 420对应的 PCT 协议及其内容还有第二传感器 430对应的 MODBUS协议及其内容， 其中，在 PCT协议中包括第一传感器 420的读数，在 MODBUS协议中包括第二传感器 430的读数。 因此， 在本步骤中， 按照工业云 200的类型从协议库 330中调取 了第一传感器 420 对应的 PCT 协议框架模板以及第二传感器 430 对应的 MODBUS协议框架模板，即可以得知所述 PCT协议和 MODBUS协议的结构， 可以知道第一传感器 420的读数存储在数据点信息 1对应的参数 3 ,第二传感 器 430的读数存储在数据点信息 2对应参数的参数 9。
图 4是根据本发明的一个具体实施例的工业云中的协议配置的 OPC协议 的结构示意图。 如图 4所示， OPC协议中包括实时数据 DA， 报警事件 AE， 过去数据 HAD。 其中， 实时数据 DA进一步地包括项目 item、 组成 group和 服务器 server。 组成 group为 OPC协议的数据组成， 服务器 server是客户端 访问。 进一步地， 服务器 server进一步地包括协议口 commer、 地址 address、 容器 container 以及其他内容。 协议口 commer表示协议对应哪个口， 地址 address表示第一传感器 420的 IP地址，容器 container装协议的容器某块。因 此， 基于此， 调取网络拓扑中 PCT协议的数据点信息 1的参数 3则可以得到 第一传感器 420的读数，调取网络拓扑中 MODBUS协议的数据点信息 2的参 数 9则可以得到第二传感器 420的读数。
可选地， 当所述匹配结果是基于新的协议生成的时， 将基于所述新的协 议的协议框架模板更新至协议库。
本发明第二方面还提供了工业云中的协议配置装置， 其包括应用程序接 口 210、 匹配装置 320等。 其中， 所述应用程序接口 210从一个工业云 200中 接收客户发送的数据获取需求， 对所述数据获取需求进行解析， 得到解析后 的数据结构。 匹配装置 320拆分设备端复数个设备所对应的协议模型， 形成 协议拓扑， 对解析后的数据结构和所述协议拓扑进行匹配， 将匹配结果发送 至所述工业云中， 其中， 所述匹配结果包括从所述协议拓扑中提取的所述数 据获取需求对应的数据。
进一步地， 所述应用程序接口将所述数据获取需求转换成云描述， 并从 所述云描述中解析出所述数据结构。
进一步地，所述匹配装置从协议库中调取该云描述对应的协议框架模板， 对所述协议框架模板和所述协议拓扑进行匹配， 从所述协议拓扑中找到所述 数据获取需求对应的协议模型， 并从该协议模型中提取所述数据获取需求中 对应的数据。
进一步地， 所述网络拓扑包括复数个相互连接的设备分别对应的协议模 型， 所述协议模型包括设备信息、 数据点信息和数据模型。
进一步地， 所述解析后的数据结构包括标准数据和客户数据， 其中， 所 述标准数据和客户数据分别包括设备信息、 数据点信息和数据模型信息。
进一步地， 当所述匹配结果是基于新的协议生成的时， 匹配装置 320将 基于所述新的协议的协议框架模板更新至协议库 330。
本发明第三方面还提供了工业云中的协议配置系统， 其包括一个存储介 质、 一个总线以及一个处理器。 其中， 存储介质用于存储复数个指令。 总线 连接于所述存储介质。 处理器耦合于所述总线， 当所述处理器执行指令时， 使得所述工业云中的协议配置系统执行根据前文所述的工业云中的协议配置 方法。
本发明能够针对不同的工业云自动完成协议配置， 并且执行云连接的效 率更高花费更低。 本发明能够轻松实现云连接， 并提供领域特殊性知识以支 持工业应用， 并实现了知识转换。 本发明能够用于具有复杂设备层连接和结 构的工业云中的协议配置， 并帮助云提供者或者系统综合提供者轻松得益于 云服务。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍， 但应当认识 到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。 在本领域技术人员阅读了上述 内容后， 对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。 因此， 本发明的 保护范围应由所附的权利要求来限定。 此外， 不应将权利要求中的任何附图 标记视为限制所涉及的权利要求;“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中 未列出的装置或步骤； “第一 “第二”等词语仅用来表示名称， 而并不表示任 何特定的顺序。

Claims

权 利 要 求 书
1. 工业云中的协议配置方法， 其中， 包括如下步骤：
从一个工业云中接收客户发送的数据获取需求， 对所述数据获取需求进 行解析， 得到解析后的数据结构；
拆分设备端复数个设备所对应的协议模型， 形成协议拓扑；
对解析后的数据结构和所述协议拓扑进行匹配， 将匹配结果发送至所述 工业云中， 其中， 所述匹配结果包括从所述协议拓扑中提取的所述数据获取 需求对应的数据。
2. 根据权利要求 1所述的工业云中的协议配置方法， 其特征在于， 所述 解析步骤还包括：
将所述数据获取需求转换成云描述， 并从所述云描述中解析出所述数据 结构。
3. 根据权利要求 2所述的工业云中的协议配置方法， 其特征在于， 所述 匹配步骤还包括：
从协议库中调取该云描述对应的协议框架模板， 对所述协议框架模板和 所述协议拓扑进行匹配， 从所述协议拓扑中找到所述数据获取需求对应的协 议模型， 并从该协议模型中提取所述数据获取需求中对应的数据。
4. 根据权利要求 2所述的工业云中的协议配置方法， 其特征在于， 所述 网络拓扑包括复数个相互连接的设备分别对应的协议模型， 所述协议模型包 括设备信息、 数据点信息和数据模型。
5. 根据权利要求 1所述的工业云中的协议配置方法， 其特征在于， 所述 解析后的数据结构包括标准数据和客户数据， 其中， 所述标准数据和客户数 据分别包括设备信息、 数据点信息和数据模型信息。
6. 根据权利要求 1所述的工业云中的协议配置方法， 其特征在于， 当所 述匹配结果是基于新的协议生成的时， 将基于所述新的协议的协议框架模板 更新至协议库。
7. 工业云中的协议配置装置， 其中， 包括：
应用程序接口 （210）， 其从一个工业云 （200） 中接收客户发送的数据获 取需求， 对所述数据获取需求进行解析， 得到解析后的数据结构；
匹配装置 （320）， 其拆分设备端复数个设备所对应的协议模型， 形成协 议拓扑； 对解析后的数据结构和所述协议拓扑进行匹配， 将匹配结果发送至 所述工业云 ( 200 ) 中， 其中， 所述匹配结果包括从所述协议拓扑中提取的所 述数据获取需求对应的数据。
8. 根据权利要求 7所述的工业云中的协议配置装置， 其特征在于， 所述 应用程序接口 ( 210 )将所述数据获取需求转换成云描述， 并从所述云描述中 解析出所述数据结构。
9. 根据权利要求 8所述的工业云中的协议配置装置， 其特征在于， 所述 匹配装置 ( 320 ) 从协议库 ( 330 ) 中调取该云描述对应的协议框架模板， 对 所述协议框架模板和所述协议拓扑进行匹配， 从所述协议拓扑中找到所述数 据获取需求对应的协议模型， 并从该协议模型中提取所述数据获取需求中对 应的数据。
10. 根据权利要求 8所述的工业云中的协议配置装置，其特征在于，所述 网络拓扑包括复数个相互连接的设备分别对应的协议模型， 所述协议模型包 括设备信息、 数据点信息和数据模型。
11. 根据权利要求 7所述的工业云中的协议配置装置，其特征在于，所述 解析后的数据结构包括标准数据和客户数据， 其中， 所述标准数据和客户数 据分别包括设备信息、 数据点信息和数据模型信息。
12. 根据权利要求 7所述的工业云中的协议配置装置，其特征在于， 当所 述匹配结果是基于新的协议生成的时， 匹配装置 ( 320 )将基于所述新的协议 的协议框架模板更新至协议库 ( 330)。
13. 工业云中的协议配置系统， 其中， 包括：
一个存储介质， 其存储复数个指令；
一个连接于所述存储介质的总线；
一个耦合于所述总线的处理器， 当所述处理器执行指令时， 使得所述工 业云中的协议配置系统执行根据权利要求 1至 6任一项所述的工业云中的协 议配置方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113467771A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 中国科学院沈阳自动化研究所 一种基于模型的工业边云协同系统和方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111177595B (zh) * 2019-12-20 2024-04-05 杭州九略智能科技有限公司 一种针对http协议模板化提取资产信息的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2528302A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-28 Digi International Inc. Cloud enabled virtual gateway
US20140100879A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 Infometers, Inc. Systems and Methods for Device and Meter Monitoring
US20140236527A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Advantest Corporation Cloud based infrastructure for supporting protocol reconfigurations in protocol independent device testing systems
US20150229638A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Oracle International Corporation Mobile cloud service architecture

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080195630A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Amadeus S.A.S. Web service interrogation method and apparatus
US9143563B2 (en) * 2011-11-11 2015-09-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Integrated and scalable architecture for accessing and delivering data
CN104778258B (zh) * 2015-04-21 2018-04-24 华中科技大学 一种面向协议数据流的数据抽取方法
CN105681285B (zh) * 2015-12-30 2018-10-09 合肥城市云数据中心股份有限公司 一种异构工业信号源信息获取方法
EP3260991A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-27 Siemens Aktiengesellschaft System and method configured to execute data model transformations on data for cloud based applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2528302A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-28 Digi International Inc. Cloud enabled virtual gateway
US20140100879A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 Infometers, Inc. Systems and Methods for Device and Meter Monitoring
US20140236527A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Advantest Corporation Cloud based infrastructure for supporting protocol reconfigurations in protocol independent device testing systems
US20150229638A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Oracle International Corporation Mobile cloud service architecture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113467771A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 中国科学院沈阳自动化研究所 一种基于模型的工业边云协同系统和方法
CN113467771B (zh) * 2020-03-30 2024-04-16 中国科学院沈阳自动化研究所 一种基于模型的工业边云协同系统和方法

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