[發明專利]一種基于嵌入式設備的遠程通信控制系統

在審

• 申請號: 202011535581.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112671898A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 歐林林;應皓哲;鄭坤;禹鑫燚;王犇
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

一種基于嵌入式設備的遠程通信控制系統，嵌入式設備與底層工業設備雙向通信，嵌入式端接收來自于底層工業設備的運行數據并處理，并將從服務端收到的控制指令發送到底層工業設備中；云服務器開啟相應的端口與嵌入式端的網口雙向通信，接收從嵌入式端發送來的底層工業設備的運行數據，并將從遠端外部主機獲取到的控制指令下發到嵌入式端；外部主機與云服務器的相應端口雙向通信，外部主機將設備控制軟件的控制指令通過數據鏈路發送至云服務器上，并接收云服務器轉發而來的底層工業設備的運行數據，嵌入式端包括用戶信息管理模塊、可視化配置與監控模塊、協議轉換通信模塊、資源調度功能模塊、日志記錄模塊。

技術領域

本發明涉及物聯網通信技術領域，具體涉及一種基于嵌入式設備的遠程通信控制系統。

背景技術

隨著全球智能制造行業的興起，世界各國各地都在通過先進的計算機技術促進制造業轉型，將生產設備從單一自動化轉向集群自動化。在生產轉型推進過程中，由于外部網絡對生產設備的訪問受限，經常出現遠程互聯失敗、多對多遠程控制失效、遠程設備數據采集異常等問題。同時，轉型推進過程中的設備迭代，帶來了設備通信數據量提升，數據實時性要求高，設備接口多樣化等問題。上述因素對工業網關通信系統的穩定性、安全性、對設備的兼容性以及數據傳輸速率提出了新的要求，同時也使遠程控制系統搭建更加復雜成本更高，增加了工程師對通信系統搭建、使用和維護的門檻和難度。

發明內容

為克服現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種基于嵌入式設備的遠程通信控制系統。旨在解決工業生產環境中設備遠程控制系統搭建成本高、系統操作復雜運維困難、通信靈活性差、連接方式單一拓展性差等問題。

所述系統實現是這樣實現的，一種基于嵌入式設備的遠程通信控制系統，包括嵌入式端和云服務端，其中：

所述嵌入式端包括用戶信息管理模塊、可視化配置與監控模塊、協議轉換通信模塊、資源調度功能模塊和日志記錄模塊，其部署在嵌入式盒子上負責與下層各種接口的工業設備相連接通信，將非以太網信號(如串口數據、開關量數據等)匯總封裝成以太網可以轉發的數字信號，通過以太網口轉發至所述云服務端上；所述云服務端部署在云服務器上，利用相關的代理服務將具有公網地址的服務器作為橋接點，將所述嵌入式端的數據以及外部主機的請求進行相互轉發。

所述用戶信息管理模塊對嵌入式端以及用戶相關的信息數據進行管理，并在后端提供相應的接口對這些數據在數據庫中進行讀寫，實現對用戶信息和嵌入式設備信息的增刪改查操作。調用數據庫操作接口，在用戶使用時對用戶進行身份驗證，在通過身份驗證后開放功能模塊的使用權限。

所述可視化配置與監控模塊部署在嵌入式設備上，將所述嵌入式端配置信息、底層設備連接狀態、資源利用狀態在前端控制面板中可視化；所述控制面板用于工程師監控設備的負載狀態，對CPU占用、內存占用、系統負載、連接狀態等數據采集匯總，再WEB端可視化展示，并通過控制面板上的選項框和輸入欄修改配置信息并選擇設備的連接協議。

所述協議轉換通信模塊將從各種接口類型的底層設備中采集獲取到的數據封裝成以太網數據幀，并通過以太網口轉發至云服務端；接收云服務端下發的數據和控制信息，并按照協議解碼成遠端設備發來的原始數據幀分發到對應的設備上。

所述資源調度功能模塊包括資源調度控制器和版本控制器，其中所述資源調度控制器針對不同嵌入式端的各個硬件驅動進行封裝成相應的模塊，工程師可以根據實際的硬件資源啟動不同硬件模塊連接不同接口的底層設備；所述版本控制器模塊用于后期為嵌入式端添加新功能，控制設備進行程序的迭代升級，嵌入式端將版本信息UUID發送至所述云服務器上確認系統版本，通過云服務端下發的地址下載匹配的程序。

所述日志記錄模塊用于記錄嵌入式端的運行情況，為系統的運維和迭代設計提供實際參考信息，在不同的系統運行階段輸出不同的日志策略，減少系統的運行負擔。