一种基于物联网网关的工业制造通信方法技术

本发明专利技术涉及一种基于物联网网关的工业制造通信方法，包括：通信终端向物联网发送请求信息和协议信息；网关模块匹配的制造或加工领域、判定通信终端的权限级别并判定通信终端权限；通信终端设置、监测和调节各加工部件的运行参数并记录加工部件运行参数变化情况。本发明专利技术通过设立多个不同的预设协议和预设领域，网关模块能够通过识别通信终端输送的协议信息以快速的选取对应的制造领域或加工领域，通过快速选取对应的领域，能够使网关模块为通信终端快速滤除绝大部分不需要的信息，从而有效提高了使用所述方法时的通信效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网网关的工业制造通信方法
本专利技术涉及工业制造数据管理
，尤其涉及一种基于物联网网关的工业制造通信方法。
技术介绍
工业物联网是指将不同的传感器设备(如RFID装置、导航定位装置、安防设备)与工业以太网结合起来，形成“物物相连的互联网”。一个国家工业制造智能化水平的高低，很大程度上取决于工业物联网的使用程度。当前国家大力推广工业信息化，通过信息通信技术和虚拟网络实体物理网络系统的结合，传统的制造业将向智能化转型，最终建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式已经成为工业制造领域的发展趋势。然而，当前制造业融合工业互联网发展方面还存在一个共性难题：多源异构数据联网感知难题。同一生产线上不同厂商的设备常遵循不同的工控协议，通信接口各异，通信协议种类繁多，给工厂生产数据的全面感知和互联互通带来障碍，适用于异构设备数据接入的工具亟待开发。另一方面，“数据量大、信息量少”是当前制造业在工业大数据应用方向的突出问题，工业数据量爆发式增长，对带宽和时延的要求已不是传统的云计算系统可满足的。将大量数据上传到服务器端进行处理，再返回结果给设备，这个大闭环数据响应时延高，通信终端无法对数据进行及时处理，网络拥塞对其影响大，从而导致通信终端与物联网之间的通信效率低。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于物联网网关的工业制造通信方法，用以克服现有技术中通信终端无法对物联网中大量数据进行快速筛选和处理导致的通信效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于物联网网关的工业制造通信方法，包括：步骤1：工业制造生产线上的通信终端向物联网发送请求信息和通信终端自带的通信协议信息；步骤2：网关模块截取所述协议信息，判定协议信息为制造协议Hm或加工协议Hg并根据协议信息的种类从物联网中调取对应的预设制造通信协议矩阵Hm0或预设加工通信协议矩阵Hg0以使所述通信终端与对应的制造领域或加工领域进行匹配；步骤3：网关模块从所述协议信息中识别权限标识，网关模块根据协议信息所属领域从物联网中预存的预设制造权限矩阵组Rm中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为协议信息的权限评级标准或从预设加工权限矩阵组Rg中选取对应的预设加工领域权限矩阵协议信息的权限评级标准；步骤4：网关模块根据选定的预设制造权限矩阵或预设加工权限矩阵对所述权限标识进行权限等级的判定并根据判定结果拒绝所述通信终端与所述物联网进行数据交互或在物联网中开放指定允许范围的数据以与通信终端进行数据通信；步骤5：所述通信终端完成数据交互时，通信终端根据接收到的数据设置所述工业制造生产线上的加工部件的运行参数，设置完成后，各加工部件按照预设的运行参数在所述工业制造生产线上制造物品或对工业制造生产线上的物品进行加工；步骤6：所述工业制造生产线在运行时，所述通信终端会对各所述加工部件的运行参数进行监测并根据监测结果对各加工部件进行调节，通信终端会记录各加工部件的运行参数变化情况并将记录的数据上传至所述物联网；步骤7：所述工业制造生产线运行完成时，所述通信终端控制所述工业制造生产线中各加工部件停止运行并将记录的各加工部件的运行参数变化情况备份至本地，备份完成后，通信终端停止与所述物联网的数据交互。进一步地，所述物联网中设有预设制造协议标记矩阵Km0和预设加工协议标记矩阵Kg0；对于所述预设制造协议标记矩阵Km0，Km0(Km1，Km2，Km3，Km4)，其中，Km1为第一预设制造协议标记，Km2为第二预设制造协议标记，Km3为第三预设制造协议标记，Km4为第四预设制造协议标记；对于预设加工协议标记矩阵Kg0，Kg0(Kg1，Kg2，Kg3，Kg4)，其中，Kg1为第一预设加工协议标记，Kg2为第二预设加工协议标记，Kg3为第三预设加工协议标记，Kg4为第四预设加工协议标记；当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议模块时，网关模块会识别协议信息中心的协议标记K并依次将K与所述Km0矩阵中的各项参数以及所述Kg0矩阵中的各项参数进行比对：当协议标记K与Km1、Km2、Km3或Km4中的一个或预设制造协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为制造协议Hm；当协议标记K与Kg1、Kg2、Kg3或Kg4中的一个或预设加工协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为加工协议Hg。进一步地，所述物联网中储存有预设制造通信协议矩阵Hm0和预设制造领域数据矩阵M0；对于预设制造通信协议矩阵Hm0，Hm0(Hm1，Hm2，Hm3...Hmn)，其中，Hm1为第一预设制造通信协议种类，Hm2为第二预设制造通信协议种类，Hm3为第三预设制造通信协议种类，Hmn为第n预设制造通信协议种类；对于预设制造领域数据矩阵M0，M0(M1，M2，M3...Mn)，其中，M1为第一预设制造领域数据库，M2为第二预设制造领域数据库，M3为第三预设制造领域数据库，Mn为第n预设制造领域数据库；当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为制造协议Hm时，网关模块将Hm与Hm0矩阵中的各项参数进行比对：当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第一预设制造种类通信协议Hm1时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互；当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第二预设制造种类通信协议Hm2时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互；当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第三预设制造种类通信协议Hm3时，网关模块使与所述Hm3协议种类相匹配的第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互；当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第n预设制造种类通信协议Hmn时，网关模块使与所述Hmn协议种类相匹配的第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互。进一步地，所述物联网中还设有预设制造权限矩阵组Rm(Rm1，Rm2，Rm3...Rmn)，其中，Rm1为第一预设制造领域权限矩阵，Rm2为第二预设制造领域权限矩阵，Rm3为第三预设制造领域权限矩阵，Rmn为第n预设制造领域权限矩阵；当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的制造领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述制造领域数据库选取对应的制造领域权限矩阵：当所述网关模块选用第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设制造领域权限矩阵Rm1作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；当所述网关模块选用第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设制造领域权限矩阵Rm2作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；当所述网关模块选用第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设制造领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，包括：/n步骤1：工业制造生产线上的通信终端向物联网发送请求信息和通信终端自带的通信协议信息；/n步骤2：网关模块截取所述协议信息，判定协议信息为制造协议Hm或加工协议Hg并根据协议信息的种类从物联网中调取对应的预设制造通信协议矩阵Hm0或预设加工通信协议矩阵Hg0以使所述通信终端与对应的制造领域或加工领域进行匹配；/n步骤3：网关模块从所述协议信息中识别权限标识，网关模块根据协议信息所属领域从物联网中预存的预设制造权限矩阵组Rm中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为协议信息的权限评级标准或从预设加工权限矩阵组Rg中选取对应的预设加工领域权限矩阵协议信息的权限评级标准；/n步骤4：网关模块根据选定的预设制造权限矩阵或预设加工权限矩阵对所述权限标识进行权限等级的判定并根据判定结果拒绝所述通信终端与所述物联网进行数据交互或在物联网中开放指定允许范围的数据以与通信终端进行数据通信；/n步骤5：所述通信终端完成数据交互时，通信终端根据接收到的数据设置所述工业制造生产线上的加工部件的运行参数，设置完成后，各加工部件按照预设的运行参数在所述工业制造生产线上制造物品或对工业制造生产线上的物品进行加工；/n步骤6：所述工业制造生产线在运行时，所述通信终端会对各所述加工部件的运行参数进行监测并根据监测结果对各加工部件进行调节，通信终端会记录各加工部件的运行参数变化情况并将记录的数据上传至所述物联网；/n步骤7：所述工业制造生产线运行完成时，所述通信终端控制所述工业制造生产线中各加工部件停止运行并将记录的各加工部件的运行参数变化情况备份至本地，备份完成后，通信终端停止与所述物联网的数据交互。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，包括：
步骤1：工业制造生产线上的通信终端向物联网发送请求信息和通信终端自带的通信协议信息；
步骤2：网关模块截取所述协议信息，判定协议信息为制造协议Hm或加工协议Hg并根据协议信息的种类从物联网中调取对应的预设制造通信协议矩阵Hm0或预设加工通信协议矩阵Hg0以使所述通信终端与对应的制造领域或加工领域进行匹配；
步骤3：网关模块从所述协议信息中识别权限标识，网关模块根据协议信息所属领域从物联网中预存的预设制造权限矩阵组Rm中选取对应的预设制造领域权限矩阵作为协议信息的权限评级标准或从预设加工权限矩阵组Rg中选取对应的预设加工领域权限矩阵协议信息的权限评级标准；
步骤4：网关模块根据选定的预设制造权限矩阵或预设加工权限矩阵对所述权限标识进行权限等级的判定并根据判定结果拒绝所述通信终端与所述物联网进行数据交互或在物联网中开放指定允许范围的数据以与通信终端进行数据通信；
步骤5：所述通信终端完成数据交互时，通信终端根据接收到的数据设置所述工业制造生产线上的加工部件的运行参数，设置完成后，各加工部件按照预设的运行参数在所述工业制造生产线上制造物品或对工业制造生产线上的物品进行加工；
步骤6：所述工业制造生产线在运行时，所述通信终端会对各所述加工部件的运行参数进行监测并根据监测结果对各加工部件进行调节，通信终端会记录各加工部件的运行参数变化情况并将记录的数据上传至所述物联网；
步骤7：所述工业制造生产线运行完成时，所述通信终端控制所述工业制造生产线中各加工部件停止运行并将记录的各加工部件的运行参数变化情况备份至本地，备份完成后，通信终端停止与所述物联网的数据交互。


2.根据权利要求1所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中设有预设制造协议标记矩阵Km0和预设加工协议标记矩阵Kg0；对于所述预设制造协议标记矩阵Km0，Km0(Km1，Km2，Km3，Km4)，其中，Km1为第一预设制造协议标记，Km2为第二预设制造协议标记，Km3为第三预设制造协议标记，Km4为第四预设制造协议标记；对于预设加工协议标记矩阵Kg0，Kg0(Kg1，Kg2，Kg3，Kg4)，其中，Kg1为第一预设加工协议标记，Kg2为第二预设加工协议标记，Kg3为第三预设加工协议标记，Kg4为第四预设加工协议标记；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议模块时，网关模块会识别协议信息中心的协议标记K并依次将K与所述Km0矩阵中的各项参数以及所述Kg0矩阵中的各项参数进行比对：
当协议标记K与Km1、Km2、Km3或Km4中的一个或预设制造协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为制造协议Hm；
当协议标记K与Kg1、Kg2、Kg3或Kg4中的一个或预设加工协议标记相同时，网关模块判定该协议信息为加工协议Hg。


3.根据权利要求2所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中储存有预设制造通信协议矩阵Hm0和预设制造领域数据矩阵M0；对于预设制造通信协议矩阵Hm0，Hm0(Hm1，Hm2，Hm3...Hmn)，其中，Hm1为第一预设制造通信协议种类，Hm2为第二预设制造通信协议种类，Hm3为第三预设制造通信协议种类，Hmn为第n预设制造通信协议种类；对于预设制造领域数据矩阵M0，M0(M1，M2，M3...Mn)，其中，M1为第一预设制造领域数据库，M2为第二预设制造领域数据库，M3为第三预设制造领域数据库，Mn为第n预设制造领域数据库；
当所述网关模块接收到所述通信终端输送的协议信息且网关模块判定协议信息为制造协议Hm时，网关模块将Hm与Hm0矩阵中的各项参数进行比对：
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第一预设制造种类通信协议Hm1时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第二预设制造种类通信协议Hm2时，网关模块使与所述Hm1协议种类相匹配的第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第三预设制造种类通信协议Hm3时，网关模块使与所述Hm3协议种类相匹配的第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互；
当网关模块判定所述通信终端输送的制造协议Hm为第n预设制造种类通信协议Hmn时，网关模块使与所述Hmn协议种类相匹配的第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互。


4.根据权利要求3所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，所述物联网中还设有预设制造权限矩阵组Rm(Rm1，Rm2，Rm3...Rmn)，其中，Rm1为第一预设制造领域权限矩阵，Rm2为第二预设制造领域权限矩阵，Rm3为第三预设制造领域权限矩阵，Rmn为第n预设制造领域权限矩阵；
当所述网关模块完成对所述协议信息的判定并选用指定的制造领域数据库与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会根据所述制造领域数据库选取对应的制造领域权限矩阵：
当所述网关模块选用第一预设制造领域数据库M1中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第一预设制造领域权限矩阵Rm1作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第二预设制造领域数据库M2中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第二预设制造领域权限矩阵Rm2作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第三预设制造领域数据库M3中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第三预设制造领域权限矩阵Rm3作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准；
当所述网关模块选用第n预设制造领域数据库Mn中的信息与所述通信终端进行数据交互时，网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准。


5.根据权利要求4所述的基于物联网网关的工业制造通信方法，其特征在于，对于所述第n预设制造领域权限矩阵Rmn，Rmn(Rmn1，Rmn2，Rmn3，Rmn4)，其中，Rmn1为第n制造领域第1权限，Rmn2为第n制造领域第2权限，Rmn3为第n制造领域第3权限，Rmn4为第n制造领域第4权限，各权限的等级按照顺序逐渐增加；
当所述网关模块会选用第n预设制造领域权限矩阵Rmn作为所述协议信息中权限标识Rm的评级标准时，网关模块会将Rm依次与所述Rmn矩阵中的各项参数进行比对：
当Rm＜Rmn1时，网关模块判定所述通信终端不具备该制造领域的物联网通信权限，网关模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，齐凯，齐欣，张晶，张晓晔，
申请(专利权)人：中易云唐山物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13