介入式工业设备边缘计算系统技术方案

介入式工业设备边缘计算系统，包括处理设备数据上行监控的设备数据采集模块、异构的数据存储模块、智能分析与预测性维护模块和数据可视化模块，对外部用户请求进行隔离化分析的独立的权限管理模块和网络安全管理模块，达成多种需求接入的动态端口策略端口映射模块和远程接入模块。本发明专利技术进行动态匹配设备协议进行通信协议匹配加强兼容性；对每个设备生成特异性模型进行分析维护；分离常规监控和介入控制；对接入请求建立基本风险评估，并对端口数据进行分流分析，提高数据有效性。本发明专利技术可以远程采集工业网络中的设备将数据规范化并上传云端进行智能分析和预测性维护，同时根据需求进行设备的数据监控或介入式控制，给予用户如同本地的设备连接。

【技术实现步骤摘要】
介入式工业设备边缘计算系统
本专利技术设计一种介入式工业设备边缘计算系统。本系统可以远程采集工业网络中的设备将数据规范化并上传云端进行智能分析和预测性维护。同时可以根据需求进行设备的数据监控或介入式控制，可以给予用户如同本地的设备连接。
技术介绍
工业领域的各项设备逐渐支持以太网通信，但是各种设备如PLC和机器人的通信协议等不尽相同，无法通过简单的socket通信进行相应的数据采集。某些厂家提供的SDK内有着对于数据采集的功能，但是此类软件体量较大，运行的成本较高，需要在固定的设备环境下运行，采集成本极为高昂，且此类软件封装过于严重，且功能单一，未对数据的二次处理提供相应接口仅是数据的单一性采集。同时，本地工业网络设备之间的联动仅局限在本地设备上，对于云端的服务器之间只能进行主动连接，无法使外网设备直接与本地网络内设备进行连接，使设备维护人员在进行简单设备维护时也必须亲自到工厂内部去进行设备接入。在推动数字化工厂，无人工厂的时代潮流下，上述两个问题是及其迫切解决的痛点。针对此，市面上目前推出了固定性采集模块，在PLC中写入相应监控的数据参数，并将其上传至云端，用户可以通过在云端观察此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介入式工业设备边缘计算系统，其特征在于：包括处理设备数据上行监控的设备数据采集模块、异构的数据存储模块、智能分析与预测性维护模块和数据可视化模块，对外部用户请求进行隔离化分析的独立的权限管理模块和网络安全管理模块，达成多种需求接入的动态端口策略端口映射模块和远程接入模块；设备信息采集模块输入为设备状态的相关信息，筛选统一化后将数据上传至云端；此模块分三部分，第一部分为设备信息的初步分析，不同的工业设备需要进行不同的协议通信，因此前期需要进行设备校准；用户先设定指定设备的设备类型，通过特定传输协议与目标设备进行初步的设备信息校对，并反馈后台，将设备信息加以绑定，其次建立socket连接，...

【技术特征摘要】
1.一种介入式工业设备边缘计算系统，其特征在于：包括处理设备数据上行监控的设备数据采集模块、异构的数据存储模块、智能分析与预测性维护模块和数据可视化模块，对外部用户请求进行隔离化分析的独立的权限管理模块和网络安全管理模块，达成多种需求接入的动态端口策略端口映射模块和远程接入模块；设备信息采集模块输入为设备状态的相关信息，筛选统一化后将数据上传至云端；此模块分三部分，第一部分为设备信息的初步分析，不同的工业设备需要进行不同的协议通信，因此前期需要进行设备校准；用户先设定指定设备的设备类型，通过特定传输协议与目标设备进行初步的设备信息校对，并反馈后台，将设备信息加以绑定，其次建立socket连接，获取目标设备特定寄存器的值，然后进行二次解析，将设备反馈信息统一化；第二部分为与云端数据库进行连接，通过系统下位机自身出厂密码和算法综合获取的账号进行登录，并根据设备信息、时间信息等条件将采集的信息存放至指定的位置；第一部分为外置摄像头支持，利用下位机本身自带的接口连接摄像头进行图像采集，上传至云端，同时提供视频流接口供用户调用；数据存储模块：输入下层的设备信息采集模块所上传的各个设备的相关信息以及部分用于存放来自智能分析与预测性维护模块的设备状态分析建议；数据存储模块存放下位机设备所采集的设备信息以及图像信息，并提供大量接口供智能分析与预测性维护模块，数据可视化模块进行数据读取；存储结构为异构系统，分为Redis和数据库；Redis对实时性要求较高的模块进行实时数据调用；数据库存放历史数据，可视化显示后台数据、对运行模型建立解析；同时数据存储模块提供了给予智能分析与预测性维护模块的数据调用的输出接口和数据可视化模块相关数据调用智能分析与预测性维护模块：以数据存储模块的设备信息为输入，以对设备的预测性维护建议为输出；，分为两部分，第一为智能分析部分，会对不同种的设备导入由专家设计的基本运行模型，基本运行模型集成了多种常见错误，；，并且利用数据存储模块内的数据进行针对每一个载入的设备进行特异性分析；，且在多次分析后形成新的有效模型，供给第二部分进行实时数据分析；第二部分为预测性维护，在智能分析部分生成设备运行匹配模型后会实时分析Redis内相应设备的数据，并对其和模型参数进行匹配；若出现警告会上报至存储空间的警告信息存储区，用于用户确认，在用户判定后会更新相应的设备运行匹配模型，进一步加强设备的适应性；若出现错误会直接调用错误通知策略实时通知用户，若用户设定权限，通过内部通信协议直接对设备作出关停等措施；在应对多设备联合的情况下用户对设备设定组态，简化运行模型，加强对这个系统的拟合度；数据可视化模块：输入为用户数据监控请求和数据存储模块中用户权限内所能读取的各项数据；将设备采集的数据进行图形化展示，方便用户直观地进行设备观察；其中用户可以在其控制权限内通过设备的UUID和连接密码进行设备添加，从而获取设备相关数据；还提供设备介入式控制连接证书下载按键，在现场运维人员开启远程连接许可后，系统会生成相应的登录证书并发放给用户；同时用户能够查看当前账号的历史登录数据、进行何种操作；权限管理模块：输出为对用户的请求进行审核；其内部存储用户的各项相关权限，包括动态码发放，行为合法性验证，连接证书生成及发放策略，其中保存了所有设备的基础证书，并会根据链接需求以及其权限程度基于不同的客户生成连接证书并给予发放；网络安全管理模块：输入来自外部网络的请求信号和权限管理模块的审核确认信号，输出各项合法请求；网络安全管理模块分为防火墙接入策略、权限验证策略和动态端口连接策略；防火墙接入策略为对用户的可视化界面登录和介入控制进行分流，可视化界面请求的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹鑫燚，王煦焱，欧林林，施甜峰，唐权瑞，应慧武，程兆赢，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33