CN114339472B - 一种自适应机电设备数据集成采集*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应机电设备数据集成采集***，包括：集成采集模块，所述集成采集模块用于采集数据；自适应调整参数模块，所述自适应调整参数模块用于设定数据采集条件，且所述自适应调整参数模块通信连接于所述集成采集模块；数据统一管理模块，所述数据统一管理模块用于对数据进行统一授时，和用于对数据进行分类，并统一格式。本发明构思新颖且设计合理，通过构建了一套数据的集成采集***，适用于多种采集终端，且通过统一制定数据采集标准、采集时间和数据格式，进而实现统一的数据采集和处理，提高工业场景中数据采集和利用的效率。
Description
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体涉及一种自适应机电设备数据集成采集***。
背景技术
在诸多工业场景中涉及到很多机电设备，各机电设备在运行或者非运行状态时会产生各种数据信息，这些数据信息对于工业控制是很重要的。
现有的相关工业数据和信息，例如电压数据、电流数据、温度数据和振动数据等的采集多是独立式和分割式采集，造成数据信息无法协调，无法统一，也就难以实现集成式和***式的统一处理，存在数据管理错位和资源浪费的情况，数据利用效率低。
发明内容
鉴于上述各工业场景中，机电信息和数据在实际采集过程中处于独立和分割状态，无法协调和统一的缺陷，本发明的目的在于提供一种自适应机电设备数据集成采集***，以实现统一的数据采集和处理，提高工业场景中数据采集和利用的效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种自适应机电设备数据集成采集***，包括：
集成采集模块，所述集成采集模块用于采集数据；
自适应调整参数模块，所述自适应调整参数模块用于设定数据采集条件，且所述自适应调整参数模块通信连接于所述集成采集模块；
数据统一管理模块，所述数据统一管理模块用于对数据进行统一授时，和用于对数据进行分类，并统一格式。
采用以上技术方案，集成采集模块用于直接采集场景中各需要采集的数据。自适应调整参数模块用于针对数据采集动作产生数据采集的条件，以实现采集动作的统一控制。数据统一管理模块用于针对数据采集动作实现同时授时，以便于实现数据采集，以及所述采集数据的统一协调。同时，数据统一管理模块也用于针对所采集的数据进行分类，并根据分类转换为统一的文件格式。
在一些实施方式中，所述集成采集模块包括用于实现通信的通信模块，用于直接采集数据的采集终端和用于集合处理各数据的采集控制模块。
本优选中，集成采集模块包括有通信模块来实现数据通信，进而实现必要的数据传输。还包括有采集终端来实现直接采集数据。还包括有采集控制模块以实现采集控制。
在一些实施方式中，所述通信模块的通信方式包括蓝牙、WIFI、UWB、ZigBee和NFC。
本优选的方案中，通信模块通过支持蓝牙、WIFI、UWB、ZigBee和NFC以实现近距离无线通信。
在一些实施方式中，所述通信模块的通信方式包括4G/5G、NB-IOT和LoRa。
本优选的方案中，通信模块通过支持4G/5G、NB-IOT和LoRa以实现远距离无线传输。
在一些实施方式中，所述通信模块的通信方式包括ModBus、USB、RS232、RS485和以太网。
本优选的方案中，通信模块通过支持ModBus、USB、RS232、RS485和以太网以实现有线通信。
在一些实施方式中，所述通信模块支持TCP和UDP的网络层传输协议，支持HTTP和FTP的应用层协议。
本优选的方案中，通过支持支持TCP和UDP的网络层传输协议，支持HTTP和FTP的应用层协议以接入现有的网络通信，进而利用现有的通信网络实现通信。
在一些实施方式中，所述集成采集模块还包括参数配置控制模块，且所述参数配置控制模块连接于所述自适应调整参数模块。
本优选的方案中，通过在集成采集模块中设置参数配置控制模块来连接于自适应调整参数模块，进而将自适应调整参数模块中的控制指令传输和执行到集成采集模块。
参数配置控制模块包含数据接收服务、数据发送服务和参数自适应调整程序。
数据接收服务主要从数据缓存模块接收原始数据参数，从数据诊断模块接收诊断结果数据，从数据传输模块接收指令数据；
数据发送服务主要用于向采集控制模块发送采集动作控制指令、采集参数配置指令，向数据传输控制模块发送数据选择指令；
参数自适应调整程序用于根据实时获取的原始数据参数、状态诊断结果和人工指令调整采集动作、采集参数和数据选择的配置参数，调整条件由客户端初始化设置。
在一些实施方式中，所述集成采集模块还包括数据缓存模块、数据诊断模块和数据传输控制模块；
所述通信模块包括第一数据传输模块和第二数据传输模块；
所述第一数据传输模块连接于所述采集终端和采集控制模块；
所述数据缓存模块分别连接于所述第一数据传输模块、数据诊断模块、参数配置控制模块和数据传输控制模块；
所述参数配置控制模块连接于所述数据诊断模块、采集控制模块、数据传输控制模块和第二数据传输模块；
所述数据传输控制模块连接于所述第二数据传输模块。
本优选的方案中，具体给出了一种集成采集模块的内部功能模块连接形式。
数据缓存模块用于缓存数据。
数据缓存模块包括软、硬件模块，硬件包含内存、硬盘，软件包含缓存数据处理服务。
缓存数据处理服务主要包含关键参数计算服务、数据提交服务和数据提取接口服务。
内存主要用于重要服务部署和重要参数缓存。
硬盘主要用于处理程序部署和其他数据存储。
数据诊断模块用于对接入的数据进行诊断，用于诊断各类数据的设备状态，如通过电流电压数据判断设备是否处于开机、空转等状态，通过转速数据判断设备档位状态，通过振动数据判断设备故障状态。
数据传输控制模块用于对外传的数据进行控制。
数据传输控制模块包含数据接收服务、数据发送服务和数据选择控制程序。
数据接收服务主要从参数配置控制模块获取数据选择指令。
数据发送服务主要用于向数据传输模块、数据缓存模块发送指令和数据。
数据选择控制程序根据数据选择指令对原始数据进行筛选，并从存储区中调取数据发送至数据传输模块，并下达无用数据删除指令。
采集控制模块包含数据接收服务、数据发送服务和采集控制程序。
数据接收服务主要从参数配置控制模块获取采集动作控制和采集参数配置指令。
数据发送服务主要用于向数据传输模块发送指令。
采集控制程序主要用于处理采集动作和参数配置指令，根据指令对各终端传感器进行任务匹配和协议匹配，形成控制指令外发。
第一数据传输模块用于与采集终端进行数据传输。
第二数据传输模块用于与外部通信网络实现数据传输。
在一些实施方式中，还包括相互连接的网关和用户服务终端，且所述第二数据传输模块连接于所述网关。
本优选中给出了外部通信和用户端与集成采集模块的连接形式。
在一些实施方式中，所述用户服务终端连接于所述自适应调整参数模块。
本优选中，用户服务终端连接于自适应调整参数模块，以实现对自适应调整参数进行输入。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明构思新颖且设计合理，通过构建了一套数据的集成采集***，适用于多种采集终端，且通过统一制定数据采集标准、采集时间和数据格式，进而实现统一的数据采集和处理，提高工业场景中数据采集和利用的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。在附图中：
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的集成采集模块结构框图；
图3为本发明的一结构框图。
附图中标记及对应的零部件名称：
集成采集模块-100，通信模块-110，第一数据传输模块-111，第二数据传输模块-112，采集终端-120，采集控制模块-130，参数配置控制模块-140，数据缓存模块-150，数据诊断模块-160，数据传输控制模块-170；
自适应调整参数模块-200；
数据统一管理模块-300；
网关-400；
用户服务终端-500。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种自适应机电设备数据集成采集***，包括有集成采集模块100、自适应调整参数模块200和数据统一管理模块300。
其中，集成采集模块100，集成采集模块100用于采集数据；自适应调整参数模块200用于设定数据采集条件，且自适应调整参数模块200通信连接于集成采集模块100；数据统一管理模块300用于对数据进行统一授时，和用于对数据进行分类，并统一格式。
在一些实施方式中，如图2所示，集成采集模块100包括用于实现通信的通信模块110，用于直接采集数据的采集终端120和用于集合处理各数据的采集控制模块130。
在一些实施方式中，采集终端120包括有电压传感器、电流传感器、转速传感器、振动传感器和温度传感器等。
采集终端120所采集的数据包括有视频和图像数据。
进一步地，在一些实施方式中，集成采集模块100还包括参数配置控制模块140，且参数配置控制模块140连接于自适应调整参数模块200。
进一步地，在一些实施方式中，集成采集模块100还包括数据缓存模块150、数据诊断模块160和数据传输控制模块170。
如图3所示，通信模块110包括第一数据传输模块111和第二数据传输模块112。
第一数据传输模块111连接于采集终端120和采集控制模块130。
数据缓存模块150分别连接于第一数据传输模块111、数据诊断模块160、参数配置控制模块140和数据传输控制模块170。
参数配置控制模块140连接于数据诊断模块160、采集控制模块130、数据传输控制模块170和第二数据传输模块112。
数据传输控制模块170连接于第二数据传输模块112。
在工作过程中，自适应调整参数模块200支持内部各采集参数之间的约束配置，对采集动作(例如开始、停止、中断)、采集时间、采样频率、采集数据项等条件均可进行互相关联配置，通过配置各参数条件间的逻辑关系实现对采集终端设备的控制。如可根据设备运行状况自动调节电流、电压、温度的采样频率，根据设备转速传感器的数据自动调整振动传感器的采样频率。
自适应调整参数模块200输出约束指令到参数配置控制模块140，参数配置控制模块140将指令(例如采集动作控制指令和采集参数配置指令)传输到采集控制模块130，采集控制模块130将指令通过第一数据传输模块111传输到采集终端120，以实现数据采集。
采集完成的数据通过采集终端120通过第一数据传输模块111传输到数据缓存模块150,实现缓存，再由数据缓存模块150传输到数据诊断模块160实现数据诊断，诊断完成，再由数据诊断模块160传输到参数配置控制模块140，再然后又根据参数配置控制模块140内的数据选择指令，传输到数据传输控制模块170，再经过第二数据传输模块112向外产生数据传输和通信。
数据传输控制模块170中实现通信的数据，对应的数据提取指令和数据删除指令传输到数据缓存模块150内实现缓存。
在一些实施方式中，通信模块110的通信方式包括蓝牙、WIFI、UWB、ZigBee和NFC。
在一些实施方式中，通信模块110的通信方式包括4G/5G、NB-IOT和LoRa。
在一些实施方式中，通信模块110的通信方式包括ModBus、USB、RS232、RS485和以太网。
在一些实施方式中，通信模块110支持TCP和UDP的网络层传输协议，支持HTTP和FTP的应用层协议。
在一些实施方式中，还包括相互连接的网关400和用户服务终端500，且第二数据传输模块112连接于网关400。
在一些实施方式中，自适应调整参数模块200中设置有采集动作设置模块，以实现采集动作的设置，进而产生对应的约束指令。
还包括有采集参数设置模块，以实现采集参数的设置，进而产生对应的约束指令。
还包括数据选择设置模块，以实现数据的筛选，进而实现数据的匹配。
采集动作设置：采集动作分为开始、停止、中断、继续四种，开始表示启动传感器开始采集并上传数据，停止表示关闭传感器停止采集和上传数据，中断表示不关闭传感器但传输模块暂停接收数据，继续表示从中断状态改为继续上传数据；
采集参数设置：采集参数根据终端传感器类型配置，一般都包括采样频率、采样时间间隔等，在不同的参数下***会按预设条件自动调整各传感器的采集参数；
数据选择设置：数据选择根据终端传感器类型配置，在不同的参数下***会按预设条件自动选择需要有用的数据；
原始数据参数：条件参数，根据终端传感器类型配置，如振动传感器有振动加速度值，温度传感器有温度值，转速传感器有转速值，电流电压传感器有电流电压值等。人工设置时，先选择参数，然后选择相应的逻辑条件(大于、等于、小于、区间、判空等)，再在逻辑条件后对采集动作、采集参数、数据选择填上对应的设置值即可完成一项参数条件的设置，设置完成后，***在后续的自适应调整参数的过程中也会依据这些条件进行判定；
数据诊断结果：条件参数，根据***内诊断模块功能配置，如振动数据可诊断的设备故障状态、电流电压数据可诊断的设备开关机状态、转速数据可诊断的设备运行状态等。人工设置时，先选择状态参数，然后选择对应的状态值作为逻辑条件，再在逻辑条件后对采集动作、采集参数、数据选择填上对应的设置值即可完成一项诊断结果条件的设置。
人工指令：条件参数，用户端直接针对采集动作、采集参数和数据选择进行设置。
在产生的数据中，包括有原始数据参数、数据诊断结果和人工指令。
在一些实施方式中，用户服务终端500连接于自适应调整参数模块200。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，包括：
集成采集模块(100)，所述集成采集模块(100)用于采集数据；
所述集成采集模块(100)包括用于实现通信的通信模块(110)，用于直接采集数据的采集终端(120)和用于集合处理各数据的采集控制模块(130)，以及参数配置控制模块(140)、数据缓存模块(150)、数据诊断模块(160)和数据传输控制模块(170)；
所述通信模块(110)包括第一数据传输模块(111)和第二数据传输模块(112)；
所述第一数据传输模块(111)连接于所述采集终端(120)和采集控制模块(130)；
所述数据缓存模块(150)分别连接于所述第一数据传输模块(111)、数据诊断模块(160)、参数配置控制模块(140)和数据传输控制模块(170)；
所述参数配置控制模块(140)连接于所述数据诊断模块(160)、采集控制模块(130)、数据传输控制模块(170)和第二数据传输模块(112)；
所述数据传输控制模块(170)连接于所述第二数据传输模块(112)；
自适应调整参数模块(200)，所述自适应调整参数模块(200)用于设定数据采集条件，且所述自适应调整参数模块(200)通信连接于所述集成采集模块(100)；
所述参数配置控制模块(140)连接于所述自适应调整参数模块(200)；
数据统一管理模块(300)，所述数据统一管理模块(300)用于对数据进行统一授时，和用于对数据进行分类，并统一格式。
2.根据权利要求1所述的自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，所述通信模块(110)的通信方式包括蓝牙、WIFI、UWB、ZigBee和NFC。
3.根据权利要求1所述的自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，所述通信模块(110)的通信方式包括4G/5G、NB-IOT和LoRa。
4.根据权利要求1所述的自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，所述通信模块(110)的通信方式包括ModBus、USB、RS232、RS485和以太网。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，所述通信模块(110)支持TCP和UDP的网络层传输协议，支持HTTP和FTP的应用层协议。
6.根据权利要求1所述的自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，还包括相互连接的网关(400)和用户服务终端(500)，且所述第二数据传输模块(112)连接于所述网关(400)。
7.根据权利要求6所述的自适应机电设备数据集成采集***，其特征在于，所述用户服务终端(500)连接于所述自适应调整参数模块(200)。
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| CN114339472A (zh) | 2022-04-12 |
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