[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法

有效

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• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107390650B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)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(lián)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

本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法，涉及物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)數(shù)據(jù)采集領域，包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場代理單元、遠程通訊網(wǎng)關單元、消息隊列集群單元、分布式數(shù)據(jù)處理單元、云存儲中心單元及云監(jiān)控單元。本發(fā)明基于離散解耦的微服務架構，實現(xiàn)了對分散、異構的資源進行整合的同時，能夠根據(jù)服務的規(guī)模進行動態(tài)無縫的擴展。同時，本發(fā)明創(chuàng)造性地將采集數(shù)據(jù)劃分為了元數(shù)據(jù)與制造數(shù)據(jù)，并通過不同的編碼算法進行數(shù)據(jù)壓縮，使得不同類型的數(shù)據(jù)采集需求都可以只依賴于一個遠程通訊網(wǎng)關，進而實現(xiàn)統(tǒng)一管理和資源的高效利用。本發(fā)明能夠實現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集過程中減少網(wǎng)絡帶寬的同時，兼容不同設備的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集。

技術領域

本發(fā)明涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集領域，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)壓縮技術的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法。

背景技術

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)領域的快速推廣，以及感知層傳感技術的迅猛發(fā)展，諸如“數(shù)控一代”工程的數(shù)控縫紉機和“智能車間”應用的工業(yè)機器人中因需要多維度感知設備運行狀態(tài)，需嵌入各式各樣的傳感器。然而，由于各設備生產廠商的通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)采集規(guī)范各不相同，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須面對“特定廠家、特定設備、特定規(guī)范”進行定制，其往往不能很好地兼容不同廠家的設備差異且數(shù)據(jù)采集效率低下。如何實現(xiàn)一種可解耦通信協(xié)議且高效的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，已經成為“物聯(lián)網(wǎng)”和“智能制造”中亟待解決的關鍵技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種可兼容不同的采集設備，且采集效率高的基于數(shù)據(jù)壓縮技術的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

為達成上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場代理單元、遠程通訊網(wǎng)關單元、消息隊列集群單元、分布式數(shù)據(jù)處理單元、云存儲中心單元、云監(jiān)控單元；

所述的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元與所述的現(xiàn)場代理單元之間，采用工業(yè)數(shù)據(jù)總線進行連接；

所述的現(xiàn)場代理單元與所述的遠程通信網(wǎng)關單元，所述的遠程通訊網(wǎng)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(shù)據(jù)處理單元，所述的分布式數(shù)據(jù)處理單元與所述的云存儲中心單元之間，所述的云監(jiān)控單元與所述的現(xiàn)場代理單元，所述的云監(jiān)控與所述的遠程通訊網(wǎng)關單元，所述的云監(jiān)控單元與所述的分布式數(shù)據(jù)處理單元，采用Internet/Intranet網(wǎng)絡進行連接。

所述的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元包括傳感器模塊、控制器模塊、現(xiàn)場總線模塊，分別部署在數(shù)據(jù)采集終端上。

所述的傳感器模塊按照PLC模塊編程定義，實時或定時采集工業(yè)生產現(xiàn)場各類傳感器所感知的制造數(shù)據(jù)；

所述的控制器模塊，控制傳感器模塊的采集行為，并將傳感器模塊的制造數(shù)據(jù)存儲到寄存器中，并通過現(xiàn)場總線模塊將寄存器中的制造數(shù)據(jù)發(fā)送到現(xiàn)場代理單元模塊，同時，控制器根據(jù)現(xiàn)場代理單元模塊接收的遠程通信網(wǎng)關模塊下行的控制指令，可修改控制器模塊中對傳感器模塊的采樣頻率、上報頻率等參數(shù)的編程定義；

所述的現(xiàn)場總線模塊，是現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元與現(xiàn)場代理單元的通信傳輸線路。

所述的現(xiàn)場代理單元，包括協(xié)議適配模塊、代理模塊，部署在車間臨近服務器上。

所述的協(xié)議適配模塊，通過將個性的制造數(shù)據(jù)按照分布式數(shù)據(jù)處理中心定義的數(shù)據(jù)格式規(guī)約轉換成通用protobuf(Protocol Buffer，google發(fā)布的一種數(shù)據(jù)交換格式)數(shù)據(jù)格式，并存儲到本地緩存；