[發明專利]邊緣計算網關

有效

• 申請號: 201910546938.6
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110430128B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 謝利如
• 申請（專利權）人: 上海展灣信息科技有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L29/06;H04L29/08;G08B21/18;G06N3/08
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 秦華毅

一種邊緣計算網關，協議采集模塊采集各種設備的實時數據信息；邊緣計算模塊利用采集到的實時數據來訓練神經網絡算法模型，訓練完成后將采集到的焊接機器人的某點的實時數據輸入至算法模型，依次來判斷該點為正常點或異常點，在為異常點時產生預測告警信息；輸出控制模塊在網關預測到嚴重告警信息時，輸出控制命令對機器進行停機等操作；UI顯示模塊通過液晶屏顯示采集到的實時數據和產生的預測告警信息；加工程序管理模塊對設備的加工程序進行管理，通過ftp協議把加工程序從設備拷貝到網關或者從網關拷貝到設備；MQTT通訊模塊采用MQTT協議與服務器通訊，把采集到的數據和告警信息發到服務器，接收服務器下發的配置指令。

技術領域

本發明涉及一種邊緣計算網關，特別是涉及一種用于工業現場的邊緣計算網關。

背景技術

現有的工業網關多為工業協議網關，例如把工業現場的機器設備通過某種協議采集到網關內，然后通過某種網絡協議(比如MODBUS_TCP)上傳到服務器，功能比較簡單、單一，甚至對采集的數據包不做任何處理直接透傳到服務器端，部分網關會做一定的數據解析，但功能也比較簡單，一般都不支持直接對接主流物聯網平臺，無法滿足當前工業互聯網行業數據采集的需求，而且不支持邊緣計算功能，無法在網關端對數據進行實時處理，以及根據處理結果實時對設備進行停機控制，如果把實時數據發送到服務器，然后服務器分析后再下發控制指令，會有數據延時，難以達到設備的實時控制，不利于保護設備與重要的加工產品。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題和不足，提供一種新型的邊緣計算網關。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

本發明提供一種邊緣計算網關，其特點在于，其包括協議采集模塊、邊緣計算模塊、輸出控制模塊、UI顯示模塊、加工程序管理模塊、MQTT通訊模塊和數據庫；

所述協議采集模塊用于采集各種設備的實時數據信息，設備類型有PLC控制器、數控加工系統、焊接機器人、焊接機設備、以及各類儀表設備；

所述邊緣計算模塊用于利用采集到的正常焊接機器人的實時數據來訓練神經網絡算法模型，訓練完成后，將采集到的焊接機器人的某點的實時數據輸入至神經網絡算法模型，依次來判斷該點為正常點或異常點，在為異常點時產生預測告警信息；

所述輸出控制模塊用于在邊緣計算網關預測到嚴重告警信息時，輸出控制命令對機器進行停機等操作；

所述UI顯示模塊用于通過液晶屏顯示采集到的實時數據和產生的預測告警信息；

所述加工程序管理模塊用于對設備的加工程序進行管理，通過ftp協議把加工程序從設備拷貝到網關或者從網關拷貝到設備，并通過ftp通道把NC文件上傳到服務器，服務器來進行工廠內所有設備加工程序的統一管理，并保存到數據庫；

所述MQTT通訊模塊用于采用MQTT協議與服務器進行通訊，并把采集到的數據和告警信息發送到服務器，以及接收服務器下發的配置指令，在與服務器網絡連接斷開時，將采集的實時數據存儲到數據庫內，待網絡恢復后會自動續傳給平臺。

較佳地，所述邊緣計算網關還包括運維管理模塊，所述運維管理模塊用于將關鍵操作記錄至日志文件內。

較佳地，所述協議采集模塊用于采集正常焊接機器人焊接過程中三維空間的焊接軌跡數據，焊接軌跡數據包括焊縫編號、TCP坐標值、焊接速度、焊接電流、焊接電壓、送絲速度和氣量值，TCP坐標值包括TCP-X、TCP-Y和TCP-Z坐標值；

所述邊緣計算模塊用于提取采集到的焊接軌跡數據中的TCP坐標值，將部分TCP坐標值代入神經網絡算法中進行網絡訓練，其中TCP-X、TCP-Y和TCP-Z坐標值中的TCP-X、TCP-Y坐標值作為神經網絡算法的輸入、TCP-Z坐標值作為神經網絡算法的輸出，將剩下TCP坐標值代入神經網絡算法中進行網絡驗證，并驗證成功；