CN112187917A - 一种基于工业互联网的数据采集监控***及方法 - Google Patents

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刘蔚钊
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Abstract

本发明公开了一种基于工业互联网的数据采集监控***，所述***包括：智能无线网关：用于将不同类型设备的数据上传至服务器；运营分布模块：用于统计设备具体地理位置分布、设备数量以及设备当前状态；数据统计分析模块：用于分析运营分布模块统计的数据，并以图表形式展现；数据采集监控模块：用于对不同种类的不同设备，发布定制化的监控***界面：云端自由组态模块：构建PC端或移动端中以网页或APP设备的形式对监控***界面进行实时远程监控设备。本发明提供的实现方法能够对设备在线数量、设备总数量、地理位置、使用情况等信息进行上传，实现资料信息存档、数据可追溯，达到数据透明，实现对设备的统一管控。

Description

一种基于工业互联网的数据采集监控***及方法
技术领域
本发明涉及一种基于工业互联网的数据采集监控***及方法，属于工业互联网技术技术领域。
背景技术
近年来我国工业互联网发展迅猛，市场规模急剧扩大，这必将产生大量的工业互联网应用技术型人才需求。为了满足人才培养需求，工业互联网复合技能型人才的培养势在必行，与此同时，相关的工业互联网技术集成数据采集监控实训***是否能符合教学要求显得尤为重要。
现有的数据采集监控***几乎都是针对某一个实训室中固定的几台设备所开发设计，且该数据采集监控***都是部署在本地的服务器或控制器中，不同类型的教学实训设备运行状态及数据几乎都是独立分散，没有能够和互联网技术相融合，导致使用和维护人员需在设备现场才能观测采集相关数据，且在后期增加设备时需花费大量人力物力对整个***重新设计。所以对不同类型的设备没有统一的数据采集监控***，在管理和运转上无法得到有效管控，存在资料信息丢失、数据无法追溯、管理执行不及时等缺陷。同样对于设备的安装地点、使用情况、升级维护、设备故障状态等信息无法有效监控追踪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于工业互联网的数据采集监控***及方法，以解决现有技术对不同类型的设备没有统一的数据采集监控***，在管理和运转上无法得到有效管控，存在资料信息丢失、数据无法追溯、管理执行不及时的缺陷。
一种基于工业互联网的数据采集监控***，所述***包括：
智能无线网关：用于将不同类型设备的数据上传至服务器；
运营分布模块：用于统计设备具体地理位置分布、设备数量以及设备当前状态；
数据统计分析模块：用于分析运营分布模块统计的数据，并以图表形式展现；
数据采集监控模块：用于对不同种类的不同设备，发布定制化的监控***界面；
云端自由组态模块：构建PC端或移动端中以网页或APP设备的形式对监控***界面进行实时远程监控设备。
进一步地，所述智能无线网关通过4G、以太网、Wifi的形式与所述云端服务器连接。
进一步地，所述智能无线网关通过MQTT协议或HJ212协议将数据发送至所述云端服务器。
进一步地，所述云端自由组态模块基于PaaS平台层的一个图形化组态图像处理***,将各种图像处理算法封装成图形控件,用户通过拖拽的方式组成组装图,进行数据的可视化展示和反向写入。
进一步地，所述数据采集监控模块通过B/S的架构部署在云端服务器中，并通过PC浏览器或移动端进行互联访问和监控。
一种基于工业互联网的数据采集监控方法，所述方法包括如下：
通过智能网关采集设备的相关数据，并将所采集的数据发送至云端服务器；
云端服务器将收集的数据发送给预先构建的运营分布模块，统计设备具体地理位置分布、设备数量以及设备当前状态；
运营分布模块统计的结果进行分析处理，将处理的结果以图表形式展现；
通过构建PC端或移动端中的设备控制组态界面，实现对不同的设备设备可视化、运行状态实时远程管理监控。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、和传统的开发软件进行开发、编译、下载不同的是，本发明是基于纯Web的方法，本发明提供的实现方法解决了目前学校教学实训设备缺乏统一的数据采集监控******，打破了传统工业教学领域与互联网教学领域的隔阂，能够将二者相关知识进行创新性的融合；
2、本发明中所涉及的智能无线网关能够支持300多种工业通讯协议，可快速与底层设备连接，在通过MQTT协议将数据发送至云端服务器，从而无需针对不同的底层设备***所使用的不同工业通讯协议再进行数据协议转换等繁琐工作。
3、本发明提供的实现方法能够对设备在线数量、设备总数量、地理位置、使用情况等信息进行上传，实现资料信息存档、数据可追溯，达到数据透明，实现对设备的统一管控。同时能够实现远程对设备可视化监控，可通过PC浏览器或移动端进行互联访问、监控、维护、升级，告别了传统模式下，必须在工业现场才能对设备进行操作和维护等行为。
附图说明
图1是本发明***架构图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，公开了一种基于工业互联网的数据采集监控***，所述***包括：
智能无线网关：用于将不同类型设备的数据上传至服务器；通过实训设备上增加智能无线网关，解决目前不同类型的实训设备因各种不同的工业通讯协议而不能接入联网，数据无法上传至云端服务器或不能接受云端服务器的数据信息问题。
运营分布模块：用于统计设备具体地理位置分布、设备数量以及设备当前状态；解决了对实训设备具体地理位置分布、设备数量统计以及设备当前在不在线的统计问题。
数据统计分析模块：用于分析运营分布模块统计的数据，并以图表形式展现；通过对所采集的相关数据进行分析处理，实现能耗、工时、利用率、合格率、故障统计等数据分析，并以图表形式展现。
数据采集监控模块：用于对不同种类的不同设备，发布定制化的监控***界面；
云端自由组态模块：构建PC端或移动端中以网页或APP设备的形式对监控***界面进行实时远程监控设备；是基于PaaS平台层的一个图形化组态图像处理***，它将各种图像处理算法封装成图形控件,用户可以通过拖拽的方式组成组装图，进行数据的可视化展示和反向写入。
本发明还公开了一种基于工业互联网的数据采集监控方法，具体包括以下步骤：
步骤1：针对学校实训室已有或新开发的不同类型的教学实训设备，如过程控制、运动控制、机器人、机床、新能源等不同类型的设备。
步骤2：将智能无线网关与步骤一中不同类型的设备控制器连接，利用MQTT协议或HJ212协议将智能无线网关所采集的设备相关数据发送至云端服务器。
步骤3：通过与云端服务器连接的应用开发平台构建运营分布模块，实现设备当前地理位置分布、设备总体数量、在线状态统计。
步骤4：云端自由组态，通过构建PC端或移动端中的设备控制组态界面，实现设备可视化、运行状态实时远程监控。
步骤5：数据统计分析，通过对所采集的相关数据进行分析处理，实现能耗、工时、利用率、合格率、故障统计等数据分析，并以图表形式展现。
步骤6：以上步骤完成后，针对不同种类的不同设备，发布数据采集监控***，对不同的设备进行管理监控。
所述不同类型教学实训设备是数据采集监控***的边缘层，如过程控制、运动控制、机器人、机床、新能源等不同类型的教学实训设备，该教学实训设备主要由PLC控制器、单片机、传感器、电机、机器人等执行机构或元器件组成。
所述智能无线网关能支持300多种工业通讯协议，支持不同设备所使用的不同工业通讯协议，具备统一的数据快速接口，能够快速获取底层教学实训设备的数据，进而通过4G、以太网、Wifi的形式将数据以MQTT协议或HJ212协议发送至云端服务器。并能依靠该智能无线网关实现设备程序远程下载、上载升级维护操作。
所述构建运营分布是构建一个面向生产制造过程的运营分布数据的管理***，主要为设备总体概览，可以对其进行编辑配置，展示定位设备在地图上的位置分布、设备总体数量、当前设备在线数量等概览，以及设备运行状态等信息。
所述云端自由组态模块是基于PaaS平台层的一个图形化组态图像处理***,它将各种图像处理算法封装成图形控件,用户可以通过拖拽的方式组成组装图,进行数据的可视化展示和反向写入。
所述数据统计分析通过对所采集的相关数据进行分析处理，实现能耗、工时、利用率、合格率、故障统计等数据统计与分析，对***运行的关键指标进行监控、响应、分析、调整，支持管理人员在应对运行问题时做出准确的决策响应，降低生产损失，提高设备效率，将分析结果反馈到***工业控制中，形成工业互联网***监控、判断、决策、行动控制的闭环。并能以指标卡、列表、折线图、柱状等图表形式更直观的进行展现。
所述数据采集监控***发布是在上述步骤完成后，针对不同种类的不同设备，发布定制化的监控***界面，最终是以B/S的架构部署在服务器中，可通过PC浏览器或移动端进行互联访问和监控。和传统组态软件的开发、编译、下载不同的是，云端自由组态模块是基于纯Web的解决方案，任何修改保存后，客户端只需要刷新页面，即可使用最新的软件功能，实现即编即用，极大地方便了于非WEB开发专业的人员，可以快速在PC端或移动端等多种移动设备上应对需求变化，开发速度比传统程序方式快得多。从而达到操作技术（OT）与信息技术（IT）对的深度融合，构建了基于工业互联网的设备管理、数据采集、分析、控制的一体化***平台，达到了管理统一化、数据透明化、运行可视化、分析决策智能化的效果，提供了基于工业互联网的数据采集监控***的全套解决方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于工业互联网的数据采集监控***，其特征在于，所述***包括：
智能无线网关：用于将不同类型设备的数据上传至服务器；
运营分布模块：用于统计设备具体地理位置分布、设备数量以及设备当前状态；
数据统计分析模块：用于分析运营分布模块统计的数据，并以图表形式展现；
数据采集监控模块：用于对不同种类的不同设备，发布定制化的监控***界面；
云端自由组态模块：构建PC端或移动端中以网页或APP设备的形式对监控***界面进行实时远程监控设备。
2.根据权利要求1所述的基于工业互联网的数据采集监控***，其特征在于，所述智能无线网关通过4G、以太网、Wifi的形式与所述云端服务器连接。
3.根据权利要求1所述的基于工业互联网的数据采集监控***，其特征在于，所述智能无线网关通过MQTT协议或HJ212协议将数据发送至所述云端服务器。
4.根据权利要求1所述的基于工业互联网的数据采集监控***，其特征在于，所述云端自由组态模块基于PaaS平台层的一个图形化组态图像处理***,将各种图像处理算法封装成图形控件,用户通过拖拽的方式组成组装图,进行数据的可视化展示和反向写入。
5.根据权利要求1所述的基于工业互联网的数据采集监控***，其特征在于，所述数据采集监控模块通过B/S的架构部署在云端服务器中，并通过PC浏览器或移动端进行互联访问和监控。
6.一种基于工业互联网的数据采集监控方法，其特征在于，所述方法包括如下：
通过智能网关采集设备的相关数据，并将所采集的数据发送至云端服务器；
云端服务器将收集的数据发送给预先构建的运营分布模块，统计设备具体地理位置分布、设备数量以及设备当前状态；
运营分布模块统计的结果进行分析处理，将处理的结果以图表形式展现；
通过构建PC端或移动端中的设备控制组态界面，实现对不同的设备设备可视化、运行状态实时远程管理监控。
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