[發明專利]一種基于工業大腦的工業互聯網系統

有效

• 申請號: 202110370941.4
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113115241B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 于永臣
• 申請（專利權）人: 青島容商天下網絡有限公司
• 主分類號: H04W4/30
• 分類號: H04W4/30;H04L67/12;H04B10/25;G06F9/54
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩

1.一種基于工業大腦的工業互聯網系統，主體結構為由工業大腦主機和工業數據網關組成的工業大腦,工業大腦主機與工業數據網關通過網線、光纖或4G/5G連接；工業大腦主機上集成有Handle標識解析標準模塊、工業數據鏈模塊、業務規則鏈模塊、物聯網中臺子系統模塊和工業云子系統模塊；Handle標識解析標準模塊與工業數據鏈模塊電連接，工業數據鏈模塊與業務規則鏈模塊電連接；其特征在于，工業大腦主機的核心算法包括BRCS業務規則鏈系統、IDLS工業數據鏈系統和AVPS異步視覺處理系統；

一、BRCS業務規則鏈系統用于完成任意業務流程的可視化配置和自動化調度，使業務運轉的方式由靠人和制度來推進轉變為基于業務規則鏈的自主流轉和隨時調整；

1、可視化配置：

業務規則鏈系統提供的可視化編輯界面包括一系列不同功用和動作的業務節點，以及一個支持通過鼠標或觸控方式進行操作的業務規則鏈編輯器；

具體業務節點包括：業務數據存在性篩選節點、業務關系篩選節點、GPS坐標篩選節點、數據類型篩選節點、數據路由節點、自定義路由節點、自定義業務邏輯節點、自定義數據節點、設備節點、數據提供者節點、數據消費者節點、數據關系節點、數據遙測節點、業務轉換節點、數據轉換節點、數據賦值動作節點、開啟預警動作節點、清除預警動作節點、GPS坐標變動動作節點、延時動作節點、日志節點、RPC請求動作節點、RPC響應動作節點、消息計數節點、存儲動作節點、同步動作節點、MQTT節點、KAFKA節點、發郵件節點和發微信節點；

配置業務流程時，首先將實際生產活動中的工業設備和工業軟件抽象為業務規則鏈上的數據提供者節點或數據消費者節點，添加到畫布上，然后根據業務需求在畫布上放置各類功能性節點，最后基于業務流轉順序在畫布上用曲線依次連接每個節點；

2、自動化調度：

業務規則鏈建立后，工業大腦就能夠自動指揮規則鏈上的工業軟件和工業設備依照配置好的業務規則運行，不再需要人工介入，工業大腦的執行引擎會將業務規則鏈上的業務規則和業務數據即時編譯為二進制代碼，以便于硬件設備高性能、高可靠、低功耗、低延時地執行；

使用規則鏈編輯器能夠隨時調整規則鏈，每次調整后，工業大腦的執行引擎自動比對新舊規則鏈差異，對變動部分進行重新編譯和智能加載，無需重新編譯和加載整條規則鏈，所有正在流轉的業務均不受影響；

二、IDLS工業數據鏈系統通過高抽象化的數據接口機制，高兼容性的數據融合能力，以及高靈活性的定制和擴展空間，實現異構軟、硬件系統的數據互聯和業務互通；工業數據鏈以工業大腦上的外部接口為物理媒介，以數據鏈為紐帶，串聯起每臺工業設備、每套工業軟件，以OpenNode通用接口標準為規范，使異構系統之間無障礙互聯互通；

1、數據鏈系統：

數據鏈系統是工業大腦的基礎設施，具有數據通信、協議轉換、數據編碼/解碼的作用，由數據鏈路子系統、數據轉換子系統和數據安全子系統構成；

數據鏈路子系統用于直接對接工業設備和工業軟件，實現原始數據的輸入與輸出，支持包括HTTP、TCP、MQTT、OPC-UA、RPC、Sigfox和Modbus在內的通訊協議，滿足常見工業設備和工業軟件的通訊需求；數據轉換子系統用于完成各通訊協議之間的即時轉換；數據安全子系統用于完成數據通訊過程中的訪問授權、身份核查及數據編碼/解碼工作；

2、OpenNode通用接口標準：

OpenNode通用接口標準在遵守Handle標識解析國際標準的基礎上，增加了數據監聽和主動式數據推送機制，以滿足不同工業互聯網應用場景中異構系統間的數據傳輸和業務互動；

每一個Handle節點的管理者，都能夠通過發放授權Key的形式向此Handle節點注冊監聽者，并分別設置數據監聽權限；Handle節點內的數據變更時，擁有監聽權限的監聽者都能收到由OpenNode主動推送的數據包；

此外，監聽者能夠使用SQL語法通過OpenNode在Handle節點上查詢數據；

為解除OpenNode通用接口系統與具體業務系統和業務流程的耦合性，加強自身的通用性和可擴展性，OpenNode基于適配器設計模式，提供了開放式插件系統；異構系統間需要對接時，只需使用OpenNode提供的API開發業務插件即可；業務插件安裝到工業大腦后，OpenNode會在各業務插件之間建立雙向數據通道，自動完成數據互聯、業務互通；

三、AVPS異步視覺處理系統提供工業現場多路視覺識別、視覺檢測和視覺分析能力；在生產現場，各異工業攝像頭同時接入工業大腦，異步視覺處理系統首先調用工業大腦內置的視頻處理芯片對每一路視頻流進行實時、并行視頻轉碼；視頻流實時轉碼完成后，異步視覺處理系統將視覺識別、視覺檢測的內置算法進行原子化拆分，動態分配到工業大腦內置GPU中5000多個流處理器中完成分布式并行計算，整個計算過程不占用處理器和存儲器資源。