[發明專利]一種基于物聯網的數據采集系統及基于該系統的數據壓縮方法

有效

• 申請號: 201710532983.7
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107390650B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 王維龍;謝少軍;鄭孟凱;楊開益
• 申請（專利權）人: 廈門嶸拓物聯科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H03M7/30;H04L29/08
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

1.一種基于物聯網的數據采集系統，其特征在于，包括現場數據采集單元、現場代理單元、遠程通訊網關單元、消息隊列集群單元、分布式數據處理單元、云存儲中心單元、云監控單元；

所述的現場數據采集單元與所述的現場代理單元之間，采用工業數據總線進行連接；

所述的現場代理單元與所述的遠程通信網關單元、所述的遠程通訊網關單元與所述的消息隊列集群單元、所述的消息隊列集群單元與所述的分布式數據處理單元、所述的分布式數據處理單元與所述的云存儲中心單元之間、所述的云監控單元與所述的現場代理單元、所述的云監控單元與所述的遠程通訊網關單元、所述的云監控單元與所述的分布式數據處理單元、采用Internet/Intranet網絡進行連接；

所述的現場代理單元包括協議適配模塊及代理模塊，分別部署在車間臨近的服務器上；所述代理模塊包含現場總線、數據接收單元、篩選歸并單元和指令轉發單元、心跳包；所述的現場總線為現場代理單元和現場數據采集單元的傳輸線路；并作為現場代理單元與遠程通訊網關單元的傳輸線路；所述的數據接收單元通過現場總線與現場數據采集單元連接；所述的篩選歸并單元與所述協議適配模塊連接；

所述的指令轉發單元與遠程通訊網關單元連接，匯報上行指令給遠程通訊網關單元，并接收遠程通訊網關單元下發的控制指令，該指令轉發單元還與現場數據采集單元連接，將控制指令轉發現場數據采集單元；

所述代理模塊與云監控單元連接，向云監控單元發送所述心跳包；

所述的代理模塊通過將元數據按字典編碼算法和將制造數據按幀壓縮算法進行數據的壓縮處理；

所述的幀壓縮算法，包括幀頭和幀數據，幀頭包含采樣頻率、振幅、時間基準和測量值基準；所述的幀數據是輸入值的壓縮編碼值。

2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的數據采集系統，其特征在于：所述的現場數據采集單元包括傳感器模塊、控制器模塊、現場總線模塊，分別部署在數據采集終端上；所述傳感器模塊實時或定時采集工業生產現場各類傳感器所感知的制造數據；所述的控制器模塊與傳感器模塊及寄存器連接，該控制器模塊控制傳感器模塊的采集行為，并將傳感器模塊的制造數據存儲到寄存器中，現場總線模塊與寄存器及現場代理單元連接，將寄存器中的制造數據發送到現場代理單元；所述的現場總線模塊是現場數據采集單元與現場代理單元的通信傳輸線路。

3.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的數據采集系統，其特征在于：所述的遠程通訊網關單元包括通訊服務模塊、鑒權服務模塊及協議解析模塊，分別部署在采用邊界網關協議多線路互聯的網關服務器上；所述通訊服務模塊與現場代理單元的協議適配模塊及代理模塊連接，接收協議適配模塊與代理模塊匯報的上行指令；該通訊服務模塊還與云監控單元連接，接收云監控單元所發送的包含控制數據的下行指令；

所述的鑒權服務模塊與消息隊列集群單元連接，將信息分發到消息隊列集群單元的對應隊列中。

4.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的數據采集系統，其特征在于：所述的消息隊列集群單元包含多個節點的消息服務實例，分別部署在云服務器上；所述多個節點的消息服務實例相互連接，多個節點的消息服務實例的其中之一與遠程通訊網關單元連接，接收遠程通訊網關單元傳送的數據，并將該數據匯報給的其他節點；所述多個節點的消息服務實例，分別包含主節點實例及備節點實例，各主節點實例之間是平級和對等的關系，遠程通訊網關單元與主節點的任一實例連接，每個備節點實例是對應一個主節點實例，主節點實例綁定備節點實例，消息隊列集群單元的任一主節點實例接收到遠程通訊網關單元傳送的數據都會異步向其綁定的備節點實例匯報一份同樣的數據。

5.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的數據采集系統，其特征在于：所述的分布式數據處理單元，包含消息獲取模塊、分揀模塊、存儲接口模塊、實時處理模塊，部署在云服務器上。