智能运算控制系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种智能运算控制系统及装置，所述装置包括：多个智能运控系统；所述智能运控系统设为边缘智能运控系统、二级智能运控系统以及n级智能运控系统；所述n为大于等于2的整数；多个所述边缘智能运控系统连接至一个所述二级智能运控系统；多个二级智能运控系统连接至一个所述三级智能运控系统；依次类推，进行连接；每个所述智能运控系统包括一运算中枢和至少一个智能运控终端；所述运算中枢分别连接每个智能运控终端；所述运算中枢为至少一台服务器，设备通信及协议转换在本机执行，实现微妙级时延，纳秒级时钟同步；可快速构建工业互联网的物联网络，赋能产业数字化升级。

【技术实现步骤摘要】
智能运算控制系统及装置
本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种智能运算控制系统及装置。
技术介绍
由于历史原因，现有的控制器、传感器、仪器、设备大都有各自不同的通信接口和不同的通信协议，设备的信息交互和互联困难。在这个万物互联的时代，各行业正在向着自动化和信息化不断融合的方向发展，急需解决各种协议的解析和转换，在确保安全的前提下，实现物联系统的协调统一。随着云计算技术的发展，云桌面(虚拟桌面)应运而生，它将用户的桌面以虚拟机的形式运行在数据中心的服务器上，用户端只需要通过网络连接到后端数据中心的虚拟机上进行工作，只需要一个显示设备和输入输出设备即可，所有的计算和数据的存储均发生在数据中心内，数据中心的安全性、稳定性设计要远远强于普通的桌面级电脑。同时由于桌面端不再对计算和存储性能有要求，所以桌面端设备完全可以使用简化的瘦客户端设备，故障率和寿命都大幅提升，也减少了桌面设备的资金投入。但传统的云桌面技术难以达到工业控制要求的低时延和时间确定性。边缘计算是一种新型计算模式，通过在靠近物或数据源头的网络边缘侧，为应用提供融合计算、存储和网络等资源。同时，边缘计算也是一种使能技术，通过在网络边缘提供这些资源，满足行业在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。对于各种应用场景，如何构建高效、安全的端边云协同的计算系统，业界还在探索。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种智能运算控制系统及装置，设备通信及协议转换在本机执行，实现微妙级时延，纳秒级时钟同步；可快速构建工业互联网的物联网络，赋能产业数字化升级。第一方面，本专利技术提供了一种智能运算控制装置，包括：多个智能运控系统；所述智能运控系统设为边缘智能运控系统、二级智能运控系统以及n级智能运控系统；所述n为大于等于2的整数；多个所述边缘智能运控系统连接至一个所述二级智能运控系统；多个二级智能运控系统连接至一个所述三级智能运控系统；依次类推，进行连接；每个所述智能运控系统包括一运算中枢和至少一个智能运控终端；所述运算中枢分别连接每个智能运控终端；所述运算中枢为至少一台服务器。进一步地，所述智能运控终端包括：处理器和北向通信模块、南向通信模块以及人机交互接口；所述处理器通过所述北向通信模块连接至运算中枢；所述处理器通过南向通信模块连接至受控设备；所述处理器通过所述人机交互接口连接至操控&界面显示模块。进一步地，所述北向通信模块包括RJ45接口、光纤接口以及无线模块；所述南向通信模块包括RJ45接口、RS232接口、USB接口、RS485接口、RS422接口、SMEMA接口、蓝牙接口、WIFI接口以及光纤接口；所述人机交互接口包含：USB接口、HDMI接口、蓝牙接口、WiFi接口、音频接口、视频接口及无线通信模块；所述音频接口用于连接至少一个MIC，实现用户对智能运控终端的语音操控；所述视频接口用于连接接摄像头，实现对智能运控终端用户的人脸识别。第二方面，本专利技术提供了一种智能运算控制系统，包括：多个智能运控系统；所述智能运控系统设为边缘智能运控系统、二级智能运控系统、三级智能运控系统以及n级智能运控系统；所述n为大于等于3的整数；多个所述边缘智能运控系统连接至一个所述二级智能运控系统；多个二级智能运控系统连接至一个所述三级智能运控系统；依次类推，进行连接；每个所述智能运控系统包括一运算中枢和至少一个智能运控终端；所述运算中枢分别连接每个智能运控终端；所述边缘智能运控系统实现各种通信接口的设备连接、通信协议解析与转换、数据加解密、数据传输、低时延运算控制功能；所述二级智能运控系统提供镜像、备份、数据管理、运维、PaaS服务；所述三级智能运控系统提供备份、大数据管理分析、远程运维、企业协同、资源共享服务进一步地，所述智能运控终端包含：处理器和北向通信模块、南向通信模块、人机交互接口；所述处理器包含虚拟终端代理和数据采集、传输模块；所述虚拟终端代理通过北向通信模块与运算中枢中的虚拟终端建立连接和通信，通过人机交互接口与人机交互设备建立连接和通信；所述虚拟终端代理用于提供：1、与数据采集、传输模块协同管理外部设备；所述外部设备包含受控设备和人机交互设备；2、鉴权管理、安全模式控制、策略控制；3、人机交互信息处理、传输控制；4、虚拟终端传输的界面信息的处理、显示以及人机交互数据传输；所述数据采集、传输模块通过北向通信模块与运算中枢中的虚拟终端建立连接和通信，通过南向通信模块与受控设备建立连接和通信；所述数据采集、传输模块用于提供：1、受控设备管理、控制；2、通信通道及运算资源管理、分配；3、受控设备通信、数据采集、协议解析、协议转换、数据加解密、数据传输。进一步地，所述虚拟终端与所述受控设备的数据交互流程包括：虚拟终端接收的受控设备数据的处理及传输过程和虚拟终端反馈给受控设备的数据的处理及传输过程。进一步地，虚拟终端接收的受控设备数据的处理及传输过程：步骤一：1)针对RJ45接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，使用相对应的协议解析；2)针对光纤接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，使用相对应的协议解析；3)针对USB接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合,判断数据包的通信协议，使用USB标准协议解析；4)针对WIFI接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，使用WIFI标准协议解析；5)针对蓝牙接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；6)针对RS485/RS422接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；7)针对RS232接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；8)针对SMEMA接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；步骤二：1)所有接收的数据包或已经过步骤一解析的数据包中增加数据包标识ID，并缓存；2)依据应用所配置的优先级信息，执行数据包的解析；3)依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议；4)采用数据包对应的协议进行解析；5)解析后的数据依据网络协议的数据包长度要求，直接转化为自定义的协议，或对数据进行拆分，拆分后的数据转化为自定义的协议；6)自定义的协议的数据包采用自定义的加密算法进行加密，得到加密数据包；...

【技术保护点】
1.一种智能运算控制装置，其特征在于：包括：多个智能运控系统；所述智能运控系统设为边缘智能运控系统、二级智能运控系统以及n级智能运控系统；所述n为大于等于2的整数；/n多个所述边缘智能运控系统连接至一个所述二级智能运控系统；/n多个二级智能运控系统连接至一个所述三级智能运控系统；依次类推，进行连接；/n每个所述智能运控系统包括一运算中枢和至少一个智能运控终端；/n所述运算中枢分别连接每个智能运控终端；所述运算中枢为至少一台服务器。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能运算控制装置，其特征在于：包括：多个智能运控系统；所述智能运控系统设为边缘智能运控系统、二级智能运控系统以及n级智能运控系统；所述n为大于等于2的整数；
多个所述边缘智能运控系统连接至一个所述二级智能运控系统；
多个二级智能运控系统连接至一个所述三级智能运控系统；依次类推，进行连接；
每个所述智能运控系统包括一运算中枢和至少一个智能运控终端；
所述运算中枢分别连接每个智能运控终端；所述运算中枢为至少一台服务器。


2.根据权利要求1所述的一种智能运算控制装置，其特征在于：所述智能运控终端包括：处理器和北向通信模块、南向通信模块以及人机交互接口；所述处理器通过所述北向通信模块连接至运算中枢；所述处理器通过南向通信模块连接至受控设备；所述处理器通过所述人机交互接口连接至操控&界面显示模块。


3.根据权利要求2所述的一种智能运算控制装置，其特征在于：所述北向通信模块包括RJ45接口、光纤接口以及无线模块；所述南向通信模块包括RJ45接口、RS232接口、USB接口、RS485接口、RS422接口、SMEMA接口、蓝牙接口、WIFI接口以及光纤接口；所述人机交互接口包含：USB接口、HDMI接口、蓝牙接口、WiFi接口、音频接口、视频接口及无线通信模块；所述音频接口用于连接至少一个MIC，实现用户对智能运控终端的语音操控；所述视频接口用于连接接摄像头，实现对智能运控终端用户的人脸识别。


4.一种智能运算控制系统，其特征在于：包括：多个智能运控系统；所述智能运控系统设为边缘智能运控系统、二级智能运控系统、三级智能运控系统以及n级智能运控系统；所述n为大于等于3的整数；
多个所述边缘智能运控系统连接至一个所述二级智能运控系统；
多个二级智能运控系统连接至一个所述三级智能运控系统；依次类推，进行连接；
每个所述智能运控系统包括一运算中枢和至少一个智能运控终端；
所述运算中枢分别连接每个智能运控终端；
所述边缘智能运控系统实现各种通信接口的设备连接、通信协议解析与转换、数据加解密、数据传输、低时延运算控制功能；
所述二级智能运控系统提供镜像、备份、数据管理、运维、PaaS服务；
所述三级智能运控系统提供备份、大数据管理分析、远程运维、企业协同、资源共享服务。


5.根据权利要求4所述的一种智能运算控制系统，其特征在于：所述智能运控终端包含：处理器和北向通信模块、南向通信模块、人机交互接口；
所述处理器包含虚拟终端代理和数据采集、传输模块；
所述虚拟终端代理通过北向通信模块与运算中枢中的虚拟终端建立连接和通信，通过人机交互接口与人机交互设备建立连接和通信；
所述虚拟终端代理用于提供：
1、与数据采集、传输模块协同管理外部设备；所述外部设备包含受控设备和人机交互设备；
2、鉴权管理、安全模式控制、策略控制；
3、人机交互信息处理、传输控制；
4、虚拟终端传输的界面信息的处理、显示以及人机交互数据传输；
所述数据采集、传输模块通过北向通信模块与运算中枢中的虚拟终端建立连接和通信，通过南向通信模块与受控设备建立连接和通信；
所述数据采集、传输模块用于提供：
1、受控设备管理、控制；
2、通信通道及运算资源管理、分配；
3、受控设备通信、数据采集、协议解析、协议转换、数据加解密、数据传输。


6.根据权利要求5所述的一种智能运算控制系统，其特征在于：所述虚拟终端与所述受控设备的数据交互流程包括：虚拟终端接收的受控设备数据的处理及传输过程和虚拟终端反馈给受控设备的数据的处理及传输过程。


7.根据权利要求6所述的一种智能运算控制系统，其特征在于：虚拟终端接收的受控设备数据的处理及传输过程：
步骤一：
1)针对RJ45接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，使用相对应的协议解析；
2)针对光纤接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，使用相对应的协议解析；
3)针对USB接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合,判断数据包的通信协议，使用USB标准协议解析；
4)针对WIFI接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，使用WIFI标准协议解析；
5)针对蓝牙接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；
6)针对RS485/RS422接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；
7)针对RS232接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；
8)针对SMEMA接口接收的设备数据包，依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议，直接进入步骤二处理；
步骤二：
1)所有接收的数据包或已经过步骤一解析的数据包中增加数据包标识ID，并缓存；
2)依据应用所配置的优先级信息，执行数据包的解析；
3)依据数据包特征及智能运控终端维护的协议集合，判断数据包的通信协议；
4)采用数据包对应的协议进行解析；
5)解析后的数据依据网络协议的数据包长度要求，直接转化为自定义的协议，或对数据进行拆分，拆分后的数据转化为自定义的协议；
6)自定义的协议的数据包采用自定义的加密算法进行加密，得到加密数据包；
步骤三：
1)将设备ID、设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾琦，
申请(专利权)人：厦门宏泰科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35