一种面向工业物联的数据采集方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向工业物联的数据采集方法，包括步骤：针对工业设备来配置物联数据采集终端；对工业设备进行数据采集并将采集到的数据转换为字节流进行缓存；将缓存数据进行数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式；通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理；通过“键/值”形式上传工业设备的数据。本发明专利技术通过对工业数据的可配置化采集，实现对不同工业设备数据的便捷、高效采集，并利用边缘计算程序对工业数据进行边缘化处理，筛选出冗余数据，有效地保证数据采集的有效性，降低网络数据传输量，提高工业数据采集的效率，实现对工业设备多样化数据的采集，处理以及传输。

A Data Acquisition Method and System for Industrial Material Link

【技术实现步骤摘要】
一种面向工业物联的数据采集方法及系统
本专利技术涉及物联网
，尤其涉及一种面向工业物联的数据采集方法及系统。
技术介绍
“工业物联网”是应用于工业领域的物联网技术、应用和服务，其将在很大程度上改变现有工业领域的数据管理和运营模式，对于企业管理者来说，提供了一条改造成本低、安全性好、管理效率高的智慧型工厂管理解决方案。但是，在现有的工业设备在进行物联改造升级时，由于不同的工业设备采用通讯协议不同，工业协议的多标准化导致工业数据接入物联网时出现难点，而且面对海量的工业数据，不但需要高速网络来传输大量的无效数据，而且也会给云服务器端带来巨大的数据处理压力，因此工厂物联方案的实施往往成本高昂，过程复杂，周期长，并且一般都需要开发人员针对具体工厂的实际情况进行方案的定制化开发，给物联网在工厂企业中的落地带来了困难。公开号为CN109257237A的专利公开了一种工业设备物联网数据采集方法及装置，其中，工业设备物联网数据采集方法，包括：配置需要与数据通信服务器通信的工业设备；数据通信服务器根据所述配置通过物联网通信模块采集相应工业设备的数据；数据通信服务器将采集的数据进行汇总后保存。该方案通过在工业设备和互联网之间设置物联网通信模块，从而打通了工业设备和互联网之间的通信壁垒，做到了数据传输的准确、高效、及时，达到工业设备和互联网之间通信便捷的目的。但是，该方案没有考虑数据采集的有效性和数据传输量，也没有将数据放到边缘设备上进行处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种面向工业物联的数据采集方法及系统，基于将工业数据的边缘计算逻辑放到物联数据采集终端上，筛选出冗余数据，分析得到有效数据，提升设备数据的有效性，降低数据传输量，实现对工业设备多样化数据的采集，处理以及传输。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种面向工业物联的数据采集方法，包括步骤：针对工业设备来配置物联数据采集终端；对工业设备进行数据采集并将采集到的数据转换为字节流进行缓存；将缓存数据进行数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式；通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理；通过“键/值”形式上传工业设备的数据。优选的，所述针对工业设备配置物联数据采集终端，包括：配置工业设备与物联数据采集终端的硬件通讯接口；配置工业设备与物联数据采集终端的工业通讯协议；配置所需采集工业设备参数数据的描述；优选的，所述配置硬件通讯接口以及工业通讯协议，具体为：通讯接口包括RS485接口，RS232接口，CAN接口，以太网口；工业通讯协议包括Modbus、CANOpen协议。优选的，所述配置所需采集工业设备数据的描述，具体为：对设备数据的数据类型，对齐方式，数据长度，小数位数等参数进行配置。优选的，所述将缓存数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式，具体为：根据数据的数据类型，对齐方式，数据长度，小数位数等参数，将字节流转换成通用的double类型；根据数据的名称，以及double型的数据，转换为JSON“键/值”的形式。优选的，所述通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理，具体为：物联数据采集终端包括Bootloader，主程序及数据边缘计算程序，所述Bootloader，主程序及数据边缘计算程序分开编译,并下载到物联数据采集终端中；边缘计算程序通过“键/值”获取主程序中的设备数据，进行数据边缘处理。优选的，所述通过“键/值”形式上传工业设备的数据，具体为：物联采集终端与MQTTBroker建立长连接，将数据打包为JSON格式，通过发布/订阅的形式，将数据传输至服务器。相应的，还提供一种面向工业物联的数据采集系统，包括：配置模块，用于针对工业设备来配置物联数据采集终端；数据采集与缓存模块，用于对工业设备进行数据采集，并将采集到的数据转换为字节流进行缓存；数据转换模块，用于将以字节流形式进行缓存的数据进行数据语义化，并转为JSON“键/值”形式；数据处理模块，用于采用边缘计算程序通过“键/值”形式对数据进行边缘处理；数据上传模块，用于根据“键/值”形式上传工业设备的数据。优选的，所述配置模块包括：通讯单元，用于通过USB与上位机进行通讯，或通过服务器远程对物联数据采集终端进行相关的数据采集配置。优选的，所述物联数据采集终端包括Bootloader，主程序及数据边缘计算程序，所述Bootloader，主程序及数据边缘计算程序分开编译并下载到物联数据采集终端中，其特征在于，所述数据处理模块包括：校验单元，用于在主程序启动之后，校验边缘计算程序的有效性；数据处理单元，用于在校验通过之后，通过“键/值”获取主程序中的设备数据，进行数据边缘处理。优选的，还包括：缓存队列建立模块，用于建立数据缓存队列并为各数据分配对应的存储空间，并将采集到的的数据转换为字节流缓存至所述数据缓存队列中。优选的，所述数据转换模块包括：第一转换单元，在将数据从缓冲队列调出时，将缓存为字节流的数据转换成标准double型数据；第二转换单元，通过JSON格式化将标准数据转换成“键/值”形式。与现有技术相比，本专利技术通过对工业数据的可配置化采集，实现对不同工业设备的数据便捷、高效采集，并利用边缘计算机程序对工业数据进行边缘化处理，筛选出冗余数据，分析得到有效数据，提升设备数据的有效性，降低数据传输量，实现对工业设备多样化数据的采集，处理以及传输。附图说明图1为实施例一提供的一种面向工业物联的数据采集方法流程图；图2为实施例一提供的一种面向工业物联的数据采集系统结构图；图3为本专利技术数据采集架构框图；图4为本专利技术计算机边缘程序的处理示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例一本实施例提供一种面向工业物联的数据采集方法，如图1所示，包括步骤：S10、针对工业设备来配置物联数据采集终端；S20、对工业设备进行数据采集并将采集到的数据转换为字节流进行缓存；S30、将缓存数据进行数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式；S40、通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理；S50、通过“键/值”形式上传工业设备的数据。为解决现有对工业设备的数据采集工厂物联方案的实施往往成本高昂，过程复杂，周期长，并且一般都需要开发人员针对具体工厂的实际情况进行方案的定制化开发等问题，本实施例提供一种面向工业物联的数据采集方法，对工业数据进行可配置化采集，并对工业数据进行数据边缘化计算，提升数据的网络传输的有效性，降低数据传输量，实现工业设备多样化数据的采集。在步骤S10中，系统针对不同的工业设备进行数据采集，此时数据的采集方法需要预先进行配置，物联数据采集终端才能对具体工业设备的数据进行数据采集。在本实施例的一种优选方案中，对数据采集方法的配置，具体为：通过PC端上位机软件或者网页端对配置项进行选择；将配置通过USB口或网络下载到物联数据采集终端；优选的，所述配置项，包括：联网方式、与工业设备的通讯接口、通讯协议、数据地址、数据格式、数据的简单处理方式等。优选的，所述通讯接口，包括：RS485接口、RS232接口、CAN接口和以太网口。优选的，所述通讯协议，包括：Modbus、C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，包括步骤：针对工业设备来配置物联数据采集终端；对工业设备进行数据采集并将采集到的数据转换为字节流进行缓存；将缓存数据进行数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式；通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理；通过“键/值”形式上传工业设备的数据。

【技术特征摘要】
1.一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，包括步骤：针对工业设备来配置物联数据采集终端；对工业设备进行数据采集并将采集到的数据转换为字节流进行缓存；将缓存数据进行数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式；通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理；通过“键/值”形式上传工业设备的数据。2.如权利要求1所述的一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，所述针对工业设备配置物联数据采集终端，包括：配置工业设备与物联数据采集终端的硬件通讯接口；配置工业设备与物联数据采集终端的工业通讯协议；配置所需采集工业设备参数数据的描述。3.如权利要求2所述的一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，所述配置硬件通讯接口以及工业通讯协议，具体为：通讯接口包括RS485接口，RS232接口，CAN接口，以太网口；工业通讯协议包括Modbus、CANOpen协议。4.如权利要求2所述的一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，所述配置所需采集工业设备数据的描述，具体为：对设备数据的数据类型，对齐方式，数据长度，小数位数等参数进行配置。5.如权利要求1所述的一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，所述将缓存数据语义化，并转换为JSON“键/值”形式，具体为：根据数据的数据类型，对齐方式，数据长度，小数位数等参数，将字节流转换成通用的double类型；根据数据的名称，以及double型的数据，转换为JSON“键/值”的形式。6.如权利要求1所述的一种面向工业物联的数据采集方法，其特征在于，所述通过边缘计算程序对“键/值”形式的数据进行数据边缘处理，具体为：物联数据采集终端包括Bootloader，主程序及数据边缘计算程序，所述Bootloader，主程序及数据边缘计算程序分开编译,并下载到物联数据采集终端中；边缘计算程序通过“键/值”获取主程序中的设备数据，进行数据边缘处理。7.如权利要求1所述的一种面向工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭波，沃俊宇，缪靖森，张奇之，罗文俊，王鲸超，戴行滕，
申请(专利权)人：宁波安信数控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33