一种工业物联网智能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种工业物联网智能系统，系统包括嵌入式Web服务器、ZigBee无线网络、云服务器以及控制设备；其中，嵌入式Web服务器连接于ZigBee无线网络和云服务器之间，控制设备与云服务器连接；ZigBee无线网络包括ZigBee协调器、路由器以及无线传感器节点；ZigBee协调器通过路由器与无线传感器节点连接；无线传感器节点包括采集模块、ADC转换模块、处理模块以及通信模块；控制设备通过Web浏览器控制模式以及Android客户端控制模式控制整个工业物联网智能系统。本发明专利技术具有实时性强、可靠性高、可扩展性和可剪裁性高、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种工业物联网智能系统
本专利技术涉及工业物联网
，尤其涉及到一种工业物联网智能系统。
技术介绍
工业物联网是融合了网络综合布线技术、网络安全技术、智能化控制技术、无线通信技术以及各类音视频技术，在工厂环境的基础之上，集成相关的工厂生产设备，构建出一个智能管理系统，以此来处理工厂的日常生活事务。基于全球高度信息化的趋势，迫切地期望工厂环境里的一系列生产设备也可以加到网络中。在硬件和软件的协调组合下，工业物联网智能系统已经完全符合智能化和网络化的需求标准，将各种工厂生产网络化，实现智能化，在满足内部环境和外界信息互通的同时，又可实现安全、舒适、便捷等更加先进的生产管理方式。在信息化社会中，工厂环境实现物联网智能化已成为必然，对于智能物联网工厂未来的发展，各个国家相关部门必将提供大量支持，应用前景以及市场必定非常开阔目前来看，无论是技术层次还是理论层次，我国的智能物联网工厂发展仍然处于初级阶段。在国外，工业物联网智能系统的发展已然成型，技术相对也更为成熟。但是，国外的工业物联网智能系统成本过高。在国内，工业物联网智能系统的研究也取得了一定的成绩，但是客观来讲，国内的工业物联网智能系统应用不广泛，因为缺乏统一的标准，致使各产品存在互不兼容的弊端，由于这个弊端，一个厂区会出现多套不同的工业物联网智能系统，会出现功能叠加，信息不能实现互通，经济浪费的同时还会出现系统干扰的现象。在国内，许多厂家对智能物联网工厂混淆，并未实现系统功能的多样化，且真正的工业物联网智能系统价格昂贵，这些都是工业物联网智能系统在国内无法普及的障碍。结合国内外工业物联网智能系统的发展情况与当前市场，目前急切需要一种功能相对完善，低成本的工业物联网智能系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实时性强、可靠性高、可扩展性和可剪裁性高、成本低的工业物联网智能系统。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：包括嵌入式Web服务器、ZigBee无线网络、云服务器以及控制设备；其中，嵌入式Web服务器连接于ZigBee无线网络和云服务器之间，控制设备与云服务器连接；所述嵌入式Web服务器是连接工厂内部ZigBee无线网络与外部广域网的桥梁，信息在嵌入式Web服务器和工厂内部ZigBee无线网络之间双向传递；所述ZigBee无线网络是一个由众多具有无线通信功能的节点组成的工厂内部传感器网络，该网络实现信息采集和设备控制功能；所述云服务器，实现工业物联网智能系统数据的管理、存储与传输功能；所述控制设备，接入互联网且具有人机交互能力的设备。进一步地，所述嵌入式Web服务器基于ARM控制器平台进行搭建，包括建立Linux开发环境，搭建Web服务器。进一步地，所述搭建的Web服务器包括Web服务器Boa、公共网关接口CGI以及数据库SQLite。进一步地，所述ZigBee无线网络包括ZigBee协调器、路由器以及无线传感器节点；ZigBee协调器通过路由器与无线传感器节点连接。进一步地，所述无线传感器节点包括采集模块、ADC转换模块、处理模块以及通信模块；所述采集模块，采集工厂环境参数信息；所述ADC转换模块，将模拟信息转换成数字信息；所述处理模块，进行信息存储与处理；所述通信模块，将信息发送给路由器。进一步地，所述控制设备通过Web浏览器控制模式以及Android客户端控制模式控制整个工业物联网智能系统。进一步地，所述Web浏览器控制模式通过Internet调用CGI控制程序，再通过基于ARM控制器的数据处理调用底层受控设备。进一步地，所述Android客户端控制模式通过Socket通信，将TCP协议发送给ARM网关，通过数据解析得到相应设备的控制命令，进而对受控设备进行控制与状态查询。进一步地，所述控制设备为智能手机、平板电脑、台式计算机。与现有技术相比，本方案基于ARM与ZigBee的工业物联网智能系统，设计了各种设备传感器节点与ZigBee协调器、ZigBee协调器与核心开发板、以及计算机与手机等控制设备通过互联网与核心开发板之间的通信，提高了智能工厂控制系统的可扩展性与可剪裁性，降低了成本。附图说明图1为本专利技术工业物联网智能系统的示意图；图2为本专利技术实施例中S5PV210开发板的结构框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：参见附图1所示，本实施例所述的一种工业物联网智能系统，包括嵌入式Web服务器1、ZigBee无线网络2、云服务器3以及控制设备4；其中，嵌入式Web服务器1连接于ZigBee无线网络2和云服务器3之间，控制设备4与云服务器3连接；所述嵌入式Web服务器1，为连接工厂内部ZigBee无线网络与外部广域网的桥梁，信息在嵌入式Web服务器和工厂内部ZigBee无线网络之间双向传递；具体地，嵌入式Web服务器基于ARM控制器平台进行搭建，包括建立Linux开发环境，搭建Web服务器。其中，ARM控制器平台采用三星公司推出的基于ARM体系结构S5PV210开发板作为主控制平台。使用S5PV210开发板上的USB接口与计算机相连，通过交叉编译能操作S5PV210开发板，并作为调试接口使用；使用串口RS232，作为开发板与ZigBee协调器互相通信的接口。结构框图如图2所示。其中搭建的Web服务器，搭载小巧的Web服务器Boa，公共网关接口CGI和数据库SQLite三部分。Web服务器Boa以一个小型开源软件的形式运行在类UNIX系统中。其主要功能有以下三方面。第一，与客户端建立密切连接，接收客户端发送过来的HTTP响应消息；第二，将HTTP请求消息实时反馈到客户端；第三，断开连接。作为Web应用程序的CGI公共网关接口，是呈现客户端与Web服务器之间动态交互的主要表现形式，同时也提供了CGI应用程序进程和Web服务器之间相互通信的标准；CGI应用程序可以通过网关应用程序中内嵌的SQL语句，实现对其数据库有效的访问与操作。作为嵌入式服务器的SQLite，它使应用程序处于同一个服务器平台。所述ZigBee无线网络2，由众多具有无线通信功能的节点组成的工厂内部传感器网络，实现信息采集和设备控制功能；具体地，ZigBee无线网络2包括一个ZigBee协调器5、多个路由器6以及多个无线传感器节点7；ZigBee协调器5通过多个路由器6与对应的多个无线传感器节点7连接；其中，ZigBee协调器5为ZigBee模块的核心处理器，能够组成大规模的而且性能非常强大的ZigBee无线网络2；其采用TI公司推出的CC2530芯片，并通过RS232串口跟基于ARM控制器平台通信。无线传感器节点7包括采集模块8、ADC转换模块9、处理模块10以及通信模块11，四者顺序连接；所述采集模块8，采集工厂环境参数信息；所述ADC转换模块9，将模拟信息转换成数字信息；所述处理模块10，进行信息存储与处理；所述通信模块11，将信息发送给路由器6；其具体的工作流程如下：采集模块8采集工厂环境参数信息，然后将数据经过ADC转换模块9之后传送给处理模块10，由处理模块10进行数据存储与处理，最后通过通信模块11，将信息发送到指定的网络传感节点，由此来完成节点之间的无线通信。所述云服务器3，实现工业物联网智能系统数据的管理、存储与传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业物联网智能系统，其特征在于：包括嵌入式Web服务器(1)、ZigBee无线网络(2)、云服务器(3)以及控制设备(4)；其中，嵌入式Web服务器(1)连接于ZigBee无线网络(2)和云服务器(3)之间，控制设备(4)与云服务器(3)连接；所述ZigBee无线网络(2)，实现信息采集和设备控制功能；所述云服务器(3)，实现工业物联网智能系统数据的管理、存储与传输功能；所述控制设备(4)，接入互联网且具有人机交互能力的设备。

【技术特征摘要】
1.一种工业物联网智能系统，其特征在于：包括嵌入式Web服务器(1)、ZigBee无线网络(2)、云服务器(3)以及控制设备(4)；其中，嵌入式Web服务器(1)连接于ZigBee无线网络(2)和云服务器(3)之间，控制设备(4)与云服务器(3)连接；所述ZigBee无线网络(2)，实现信息采集和设备控制功能；所述云服务器(3)，实现工业物联网智能系统数据的管理、存储与传输功能；所述控制设备(4)，接入互联网且具有人机交互能力的设备。2.根据权利要求1所述的一种工业物联网智能系统，其特征在于：所述嵌入式Web服务器(1)基于ARM控制器平台进行搭建，包括建立Linux开发环境，搭建Web服务器。3.根据权利要求2所述的一种工业物联网智能系统，其特征在于：所述搭建的Web服务器包括Web服务器Boa、公共网关接口CGI以及数据库SQLite。4.根据权利要求1所述的一种工业物联网智能系统，其特征在于：所述ZigBee无线网络(2)包括ZigBee协调器(5)、路由器(6)以及无线传感器节点(7)；ZigBee协调器(5)通过路由器(6)与无线传感器节点(7)连接。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄坤山，
申请(专利权)人：佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44