CN114721338A - 一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,包括采集设备本体、设置在采集设备本体中的设备驱动程序和设置在设备本体侧端的接口模块;所述采集设备本体能够对采集到的数据进行加工,还能够对处理后的数据进行上传以及下发。通过本发明所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,不仅能够能解决从生产设备中获取生产信息,黄将生产计划信息下发到设备上,控制设备的生产,从而实现信息化管理***与生产设备的信息交互,为管理***和生产时间之间架起了一道数据交互的桥梁。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集设备技术领域,具体涉及一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备。
背景技术
随着工业4.0的兴起,许多工厂都正在或者已经实施了信息化管理***,实现对公司的产、供、销、人、财、机等管理,逐步步入生产信息化时代,其中ERP***为代表。
但是由于生产设备的控制***与其自身的特点,使其在接入物联网的过程中困难重重,已有的信息化***无法接入生产设备数据,无法实时掌握生产环节的速度、质量、物料消耗、设备运行状态等的数据,使其管理***和生产实际进行脱离,很难进行生产进行指导,同时为了保障生产需要花费大量的人工、物力去保障生产,提高了生产成本,间接降低了生产效率。
为了解决现状,必需开发一种数据采集设备。
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术的不足,提供一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,不仅能够能解决从生产设备中获取生产信息,黄将生产计划信息下发到设备上,控制设备的生产,从而实现信息化管理***与生产设备的信息交互,为管理***和生产时间之间架起了一道数据交互的桥梁。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,包括采集设备本体、设置在采集设备本体中的设备驱动程序和设置在设备本体侧端的接口模块;
所述采集设备本体能够对采集到的数据进行加工,还能够对处理后的数据进行上传以及下发。
进一步的,所述接口模块包括设置在采集设备本体顶面的端子排接口、电源开关、SIM卡槽、WIFI天线接口、4G天线接口和预留接口,还包括设置在采集设备本体正面的第一网口、第二网口、USB接口和通讯接口及I/O端子;所述端子排接口包括接地电极、电源负极、电源正极。
进一步的,所述采集设备本体的正面还设置有WIFI指示灯、4G指示灯、设备状态指示灯、电源指示灯。
进一步的,所述设备驱动程序包括以协议分类的Modbus系列、Profinet系列和Profibus系列。
进一步的,所述设备驱动程序包括以设备厂商分类的:Omron系列、Beckhoff系列和SIEMENS系列。
进一步的,所述设备驱动程序包括以工业控制***协议分类的OPCUA系列和MQTT系列。
进一步的,设备驱动程序能够进行二次开发,使其更匹配于用户的要求。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:其一,该设备的研发能够实现MES、ERP等管理***对生产数据的实时获取,通过物联网的数据采集设备(简称数采设备)将MES、ERP等应用***需要的生产数据从生产设备上进行采集、加工、处理,按照***要求格式将数据发送到指定地点,供MES、ERP***使用,同时将ERP、MES等生产信息下发到设备***,实现设备和ERP、MES等应用***的相互交互,打通设备***(自动控制***)与MES、ERP等应用***之间的生产数据交换的桥梁,并减低生产成本,提高生产效率。
其二,价格低廉,接口丰富,采用嵌入式***,可以降低产品的价格,端子排接口、电源开关、SIM卡槽、WIFI天线接口、4G天线接口和预留接口,还包括设置在采集设备本体正面的第一网口、第二网口、USB接口和通讯接口及I/O端子,可定制也可全部集成。
其三,具有完整的驱动程序,能够采集主流的传感器***,主流自动化设备通讯协议、主流的工业控制***通讯协议,可供自行二次开发非主流、非标准协议。
其四,采用合理的数据上传方式,数据的上传方式可以分为主动的数据上传方式和被动的数据上传方式,以满足不同用户的需求;采用被动的数据传输方式,数采设备多为服务端,信息管理***作为客户端,定时或者不定时的来读取数采设备从生产设备上采集到的经过加工处理的后的数据信息;采用主动的数据传输方式,通过以太网协议,将采集到的信息按照信息管理***的要求,定时的发送给管理***指定的位置,供管理***使用;采用简单的交互配置界面,该设备的配置页面简单,用户只需要简单的设备和勾选必要的功能就可以实现对该设备的配置和管理。
附图说明
图1为本发明的设备顶面结构的示意图;
图2为本发明的设备正面结构的示意图。
图中:1、采集设备本体;2、接地极;3、电源正极;4、电源负极;5、电源开关;6、SIM卡槽;7、WIFI天线接口;8、4G天线接口;9、预留接口;10、第一网口;11、第二网口;12、USB接口;13、通讯接口及I/O端子;14、WIFI指示灯;15、4G指示灯;16、设备状态指示灯;17、电源指示灯。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示,一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,包括采集设备本体1、设置在采集设备本体1中的设备驱动程序和设置在设备本体侧端的接口模块;
所述采集设备本体1能够对采集到的数据进行加工,还能够对处理后的数据进行上传以及下发。
根据本发明的另一个实施例,如图1-2所示,所述接口模块包括设置在采集设备本体1顶面的端子排接口、电源开关5、SIM卡槽6、WIFI天线接口7、4G天线接口8和预留接口9,还包括设置在采集设备本体1正面的第一网口10、第二网口11、USB接口12和通讯接口及I/O端子13;所述端子排接口包括接地电极、电源负极4、电源正极3。
根据本发明的另一个实施例,如图1-2所示,所述采集设备本体1的正面还设置有WIFI指示灯14、4G指示灯15、设备状态指示灯16、电源指示灯17。
根据本发明的另一个实施例,所述设备驱动程序包括以协议分类的Modbus系列、Profinet系列和Profibus系列。
根据本发明的另一个实施例,所述设备驱动程序包括以设备厂商分类的:Omron系列、Beckhoff系列和SIEMENS系列。
根据本发明的另一个实施例,所述设备驱动程序包括以工业控制***协议分类的OPCUA系列和MQTT系列。
根据本发明的另一个实施例,设备驱动程序能够进行二次开发,使其更匹配于用户的要求。
根据本发明的另一个实施例,采集设备本体1对采集数据加工过程为,对采集的数据或者传感器数据进行算数运算,使其满足一定的要求或者功能,使其对使用者来说有意义。
根据本发明的另一个实施例,采集设备本体1对数据上传和下发的过程为:
对数据的上传过程:将加工处理后的数据按照一定的协议将数据发送到用户指定的位置,或者用户主动从设备上读取该数据。采集设备本体1从生产设备生采集设备的相关生产和运行状态的信号数据,并对采集到的数据进行必要的加工、处理将生成管理***所需要的数据,然后将结果按照管理***的要求发送要求的数据存储的位置,从而使生产设备数据在管理***中展示,实现了生产管理***对生产设备信息的监控。
对数据的下发过程:将用户的数据传给设备,使其实现用户和设备的简单交互功能。采集设备本体1从管理***中获得生产计划和工艺参数等相关指令,并将该指令进行加工处理,按照生产设备要求的数据格式,写入到生产设备***中,实现生产管理***对生产的管理。
还能够对自身的状态进行展示:为了方便对生产设备故障的现场诊断,对采集设备本体1自身的运行状态进行展示,如设备的运行状态,数据采集接口的运行状态、网络上传的运行状态以及设备报警状态的显示,便于维护人员查找故障点,方便维护,降低使用和维护的难度。
电源供电采用两种方式:端子排的的接线方式,适用于现场能够提供直流电源的条件下使用;现场不能提供直流电源的情况下,使用交直流变压器实现供电的方式。
SIM卡槽6:安装手机SIM卡的地方,当设备的联网方式改为4G上网的时候,必须安装SIM;当设备的联网方式为4G上网的时候,同时4G指示灯15亮(设备背面);如果设备现场4G信号不好,可以外接4G天线(设备正面),将信号引导4G通讯条件好的地方。
WIFI天线接口7为WIFI信号的外置天线接口,通过外置天线可以提高WIFI的信号质量;4G天线接口8为 4G信号的外置天线接口,通过外置天线可以提高4G网络的信号质量;预留接口9,为后续的模块定位预留接口9。
WIFI指示灯14,当设备的上网方式为WIFI上网的时候,该指示灯亮,否则灭;4G指示灯15当设备的上网方式为4G上网的时候,该指示灯亮,否则灭;设备状态指示灯16当设备启动并正常运行的时候,为绿色,当设备启动,出现报警的时候,为红色;电源指示灯17设备上电或者电源接通后,该指示灯变绿,否则灭;第一网口10,有线网通讯,用户连接设备或者上网;第二接口,有线网通讯,用户连接设备或者上网;USB接口12主要用来导出配置和***升级用;通讯接口及IO端子,通讯接口:连接设备的端子,主要包含常用的RS485接口,RS232接口IO端子:主要是输入和输入的数字量端子。
本发明的工作原理:通过网卡、通讯接口、IO端子将设备的于采集模块进行物理连接。
数据处理部分:数据处理部分有两个只能:一个是数据的采集和上传功能,另一个是执行MES等上位***下发的指令。
数据采集部分:将通过接口采集的数据,并对采集的数据进行加工、处理,按照业务的需要组合成标准的数据格式,比如通过网口或者串口采集设备的生产的产品数量,从而计算出小时产量。
指令下达部分:执行上位机***的指令,并将指令下发给机器执行。比如通过上位机下发设备停机指令,通过与设备连接的IO让设备停止。
数据交互部分
交互部分也是分为两个部分:一个上传数据部分,一个接受数据的部分:
上传数据部分:将处理好的数据如何发送给上位机***,比如将采集到的机器的上产产量,生产效率等数据通过WIFI的方式发送给生产管理***,让生产管理人员可以实时的了解设备的产能状况。
接受数据的部分:接收上位机***下发的指令,比如生产管理管理人员通过生产管理***给设备下发了一条停机指令,该指令首先通过采集模块与生产管理***的交互接口下发到数据采集模块,再通过数据处理部分通过与设备连接的通讯接口去执行停机指令。
以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:包括采集设备本体(1)、设置在采集设备本体(1)中的设备驱动程序和设置在设备本体侧端的接口模块;
所述采集设备本体(1)能够对采集到的数据进行加工,还能够对处理后的数据进行上传以及下发。
2.如权利要求1所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:所述接口模块包括设置在采集设备本体(1)顶面的端子排接口、电源开关(5)、SIM卡槽(6)、WIFI天线接口(7)、4G天线接口(8)和预留接口(9),还包括设置在采集设备本体(1)正面的第一网口(10)、第二网口(11)、USB接口(12)和通讯接口及I/O端子(13);所述端子排接口包括接地电极、电源负极(4)、电源正极(3)。
3.如权利要求1所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:所述采集设备本体(1)的正面还设置有WIFI指示灯(14)、4G指示灯(15)、设备状态指示灯(16)、电源指示灯(17)。
4.如权利要求1所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:所述设备驱动程序包括以协议分类的Modbus系列、Profinet系列和Profibus系列。
5.如权利要求1所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:所述设备驱动程序包括以设备厂商分类的:Omron系列、Beckhoff系列和SIEMENS系列。
6.如权利要求1所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:所述设备驱动程序包括以工业控制***协议分类的OPCUA和MQTT。
7.如权利要求1-3任一项所述的基于嵌入式***的物联网的数据采集设备,其特征在于:设备驱动程序能够进行二次开发,使其更匹配于用户的要求。
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