一种面向智能建造的智慧采集网关及系统和执行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向智能建造的智慧采集网关及系统和执行方法，包括数据采集单元、边缘计算单元、无线传输单元、任务调度管理单元、供电单元，所述数据采集单元包括与终端设备连接的硬件接口组件及自动采集执行软件，向终端设备执行定时采集任务；所述边缘计算单元按照地址编码对应协议对采集数据的解析、分析和处理；所述无线传输单元完成对解析后数据的打包处理及与平台的数据对接；所述任务调度管理单元按照任务优先级完成任务调度管理；所述供电单元负责智慧网关的各个芯片的供电。本发明专利技术在设备侧完成数据预处理，大大降低平台压力和开发难度，实现桥梁智能建造过程中的多元海量数据采集，可实现桥梁智能建造平台轻量化开发。发。发。

【技术实现步骤摘要】
一种面向智能建造的智慧采集网关及系统和执行方法


[0001]本专利技术涉及桥梁智能建造领域。更具体地说，本专利技术涉及一种面向智能建造的智慧采集网关及系统和执行方法。

技术介绍

[0002]《交通强国建设纲要》强调强化前沿关键科技研发，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合，明确了数字化、智能化是未来中国桥梁发展必由之路。
[0003]而要实现桥梁智能建造则必须对桥梁建造过程中的设备、构件状态、环境情况等进行全方位立体化监测，从而还原桥梁建造场景，支撑智能化决策，达到智能建造的目的。
[0004]种类多样的监测终端和海量的监测数据对于采集单元和云平台数据处理能力提出高的要求，传统的数据采集方案是将终端数据采集后不做处理，支持传输至远程服务器或云平台进行数据处理，这将大大提高平台开发的难度和数据处理的能力需求，不适用于未来大数据接入下的平台架构。
[0005]基于此，本专利技术提出一种具备边缘计算与数据处理能力的智慧采集网关及系统和执行方法，减轻平台压力，降低平台与终端设备的耦合性，实现桥梁智能建造过程中的大数据接入与轻量化建造平台开发。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的是提供一种面向智能建造的智慧采集网关及系统，数据采集单元通过地址标签实现多通道多协议数据采集，边缘计算单元依照地址编码实现多协议传感数据解析，从而在设备侧完成数据预处理，实现桥梁智能建造过程中的多元海量数据采集。
[0007]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种面向智能建造的智慧采集网关，包括：
[0008]数据采集单元，其包括自动采集执行模块用于执行定时采集任务；
[0009]边缘计算单元，其用于对数据采集单元采集的数据进行解析、分析和处理；
[0010]无线传输单元，其用于将边缘计算单元解析、分析和处理后的数据进行打包处理与数据对接。
[0011]优选的是，还包括任务调度单元，其与数据采集单元、边缘计算单元和无线传输单元信号连通，用于按照任务优先级完成任务调度管理。
[0012]优选的是，还包括供电单元，其用于对智慧采集网关的各个单元供电，所述供电单元兼容电池供电和直流电源供电两种方式。
[0013]本专利技术还提供了一种面向智能建造的智慧采集系统，包括如上述任一项所述的面向智能建造的智慧采集网关，还包括终端设备和智能建造平台，所述数据采集单元包括与终端设备连接的硬件接口组件，其采集终端设备的数据，所述无线传输单元与智能建造平台进行数据对接。
[0014]优选的是，所述数据采集单元采用地址编码形式划分终端类别，按照地址编码向终端设备发送数据采集指令，以实现同一硬件接口不同数据协议的终端接入。
[0015]优选的是，所述边缘计算单元依据终端数据唯一地址编码进行终端数据类型判别，按照对应数据协议格式完成终端数据解析、分析和处理。
[0016]优选的是，所述无线传输单元在智慧采集网关开机时，建立与智能建造平台之间的通信，并通过心跳包进行通信保持，所述无线传输单元接收边缘计算单元的处理数据后，按照智能建造平台要求的协议格式完成数据打包封装和数据传输对接。
[0017]优选的是，所述任务调度管理单元将各单元的任务进行优先级标识，按照任务优先级分配计算资源和执行优先级，完成多任务的调度执行。
[0018]本专利技术还提供了一种面向智能建造的智慧采集系统的执行方法，包括如下步骤：
[0019]步骤一、端口初始化，通信初始化；
[0020]步骤二、若完成初始化后，则通过数据采集单元进行终端设备的数据采集；若未完成初始化，则直接结束系统的执行，重新调整后开始；
[0021]步骤三、数据采集单元对采集的数据进行校验，若符合要求，则传输给边缘计算单元；若不符合要求，则返回重新进行数据采集；
[0022]步骤四、边缘计算单元对采集数据进行解析、分析和处理，并传输给无线传输单元；
[0023]步骤五、无线传输单元对解析、分析和处理后的数据打包处理，并与智能建造平台进行数据对接。
[0024]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0025]1、本专利技术提出的一种面向智能建造的智慧采集网关及系统，通过终端设备地址编码设计，解决了多协议多设备的数据采集和解析处理；
[0026]2、本专利技术提出的一种面向智能建造的智慧采集网关及系统，数据采集单元通过地址标签实现多通道多协议数据采集，边缘计算单元依照地址编码实现多协议传感数据解析，从而在设备侧完成数据的处理，大大降低平台压力和开发难度，可实现桥梁智能建造平台轻量化开发。
[0027]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0028]图1为本专利技术智慧采集网关及系统的框图；
[0029]图2为本专利技术智慧采集网关及系统执行流程图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0031]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方
位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]如图1所示，本专利技术提供一种面向智能建造的智慧采集网关，包括：数据采集单元，其包括自动采集执行模块用于执行定时采集任务；边缘计算单元，其用于按照地址编码对应协议对数据采集单元采集的数据进行解析、分析和处理；无线传输单元，其用于将边缘计算单元解析、分析和处理后的数据进行打包处理与数据对接。还包括任务调度单元，其与数据采集单元、边缘计算单元和无线传输单元信号连通，用于按照任务优先级完成任务调度管理。还包括供电单元，其用于对智慧采集网关的各个单元供电，所述供电单元兼容电池供电和直流电源供电两种方式，设计电压转换电路，满足各个芯片对不同电压的要求。
[0033]如图1所示，本专利技术还提供一种面向智能建造的智慧采集系统，包括如上述所述的面向智能建造的智慧采集网关，还包括终端设备和智能建造平台，所述数据采集单元包括与终端设备连接的硬件接口组件，向终端设备执行定时采集任务，采集终端设备的数据，所述无线传输单元与智能建造平台进行数据对接。
[0034]在另一种技术方案中，所述数据采集单元采用地址编码形式划分终端类别，按照地址编码向终端设备发送数据采集指令，以实现同一硬件接口不同数据协议的终端接入。
[0035]在另一种技术方案中，所述边缘计算单元依据终端数据唯一地址编码进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向智能建造的智慧采集网关，其特征在于，包括：数据采集单元，其包括自动采集执行模块用于执行定时采集任务；边缘计算单元，其用于对数据采集单元采集的数据进行解析、分析和处理；无线传输单元，其用于将边缘计算单元解析、分析和处理后的数据进行打包处理与数据对接。2.如权利要求1所述的面向智能建造的智慧采集网关，其特征在于，还包括任务调度单元，其与数据采集单元、边缘计算单元和无线传输单元信号连通，用于按照任务优先级完成任务调度管理。3.如权利要求1所述的面向智能建造的智慧采集网关，其特征在于，还包括供电单元，其用于对智慧采集网关的各个单元供电，所述供电单元兼容电池供电和直流电源供电两种方式。4.一种面向智能建造的智慧采集系统，其特征在于，包括如上述权利要求1
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3中任一项所述的面向智能建造的智慧采集网关，还包括终端设备和智能建造平台，所述数据采集单元包括与终端设备连接的硬件接口组件，其采集终端设备的数据，所述无线传输单元与智能建造平台进行数据对接。5.如权利要求4所述的面向智能建造的智慧采集系统，其特征在于，所述数据采集单元采用地址编码形式划分终端类别，按照地址编码向终端设备发送数据采集指令，以实现同一硬件接口不同数据协议的终端接入。6.如权利要求5所述的面向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，田唯，黄灿，朱浩，杨华东，郑建新，王永威，刘志昂，陈圆，李焜耀，薛现凯，肖垚，李浩，王紫超，代百华，周浩，吕丹枫，孙南昌，朱金柱，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：