基于边缘计算的数据采集系统技术方案

本申请适用于数据采集技术领域，提供了一种基于边缘计算的数据采集系统。该系统包括连接并控制工业设备的PLC，连接工业设备或PLC的边缘网关，连接边缘网关的云平台以及与云平台交互的客户端，其中，云平台用于生成数据采集任务，并将生成的数据采集任务下发至边缘网关；边缘网关用于根据接收到的数据采集任务，通过与其连接的工业设备或PLC进行数据采集，对采集到的数据进行预处理后转发给云平台。本申请提供的基于边缘计算的数据采集系统中，云平台集中管理边缘网关，实现了数据采集任务的动态下发，降低了对设备进行数据采集设置的工作量，提高了设备数据的采集效率。提高了设备数据的采集效率。提高了设备数据的采集效率。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的数据采集系统


[0001]本申请属于数据采集
，尤其涉及一种基于边缘计算的数据采集系统。

技术介绍

[0002]随着新一代信息技术与企业生产运营等领域的融合程度不断加深，信息化和数字化已经逐步成为激发企业观念创新、业务创新和管理创新的重要推动力，而物联网、大数据、云服务和人工智能技术的高速发展，进一步推动了设备管理运维由传统的人工运维向智能运维的转变。
[0003]在工业系统中，通过边缘网关获取工业设备数据来实现前端的运算，可大大减少后台的工作压力，但是由于组成工业系统的设备分布在不同区域且数量庞大，需要多个边缘网关进行设备数据采集，传统的工业系统中边缘网关得不到有效地管理，因此不能有效地对工业系统进行监管；而且当工业系统中的设备种类较多时，对设备进行数据采集设置的工作量较大，导致设备数据的采集效率低下，难以满足用户的使用需求。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种基于边缘计算的数据采集系统，降低了对设备进行数据采集设置的工作量，提高了设备数据的采集效率。
[0005]第一方面，本申请提供一种基于边缘计算的数据采集系统，所述系统包括连接并控制工业设备的可编程逻辑控制器PLC，连接工业设备或PLC的边缘网关，连接边缘网关的云平台以及与所述云平台交互的客户端；所述云平台，用于生成数据采集任务，并将所述数据采集任务下发至所述边缘网关；所述边缘网关，用于根据所述数据采集任务，通过所述工业设备或所述PLC进行数据采集，对采集到的数据进行预处理后转发给所述云平台。<br/>[0006]在一种可能的实现方式中，所述云平台包括应用层、服务层、数据层和展示层，所述应用层用于配置所述数据采集任务，所述服务层用于为所述云平台提供技术服务支持，所述数据层用于存储所述边缘网关转发的数据，所述展示层用于对所述边缘网关转发的数据进行展示。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述应用层包括设备管理，所述设备管理提供设备物模型管理，所述设备物模型管理用于新增设备物模型，并基于设备的数据采集需求配置所述设备物模型的数据采集表，所述数据采集表包括设备物模型标识、采集模式、采集变量、变量描述、数据类型、采集频率和数据单位，所述设备物模型为根据设备种类上传的三维模型，所述数据采集任务包括一个或多个所述数据采集表。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述设备物模型管理还用于对设备物模型进行异频采集规则设置，所述异频采集规则包括设备物模型标识、与所述设备物模型标识对应的设备物模型的一个或多个采集变量以及与所述一个或多个采集变量对应的判断条件，所述数据采集任务包括所述异频采集规则。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述边缘网关具体用于：当满足所述数据采集任务中
的异频采集规则的条件时，所述边缘网关自动开启高频数据采集功能，将采集到的数据进行记录并转发至所述云平台；当不满足所述数据采集任务中的异频采集规则的条件时，所述边缘网关自动关闭所述高频数据采集功能。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述设备物模型管理还用于对设备物模型进行报警规则设置，所述报警规则包括设备物模型标识、与所述设备物模型标识对应的设备物模型的报警生成条件和报警恢复条件，所述采集任务表包括所述报警规则。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述边缘网关具体用于：当满足所述数据采集任务中报警规则的报警生成条件时，所述边缘网关生成报警信息，并将所述报警信息发送至所述云平台；当满足所述数据采集任务中报警规则的报警恢复条件时，所述边缘网关生成报警恢复信息，并将所述报警恢复信息发送至所述云平台。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述设备管理还用于管理PLC参数信息，所述PLC参数信息包括PLC名称、通讯协议、设备地址、端口号、最大连接数、超时时间、机架号、槽号、数据块、寄存器和起始地址。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述设备管理还提供网关管理，所述网关管理用于自动获取用户设置的边缘网关编号、边缘网关现场网络协议IP和点位限制信息。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述云平台具体用于：根据所述PLC参数信息和所述边缘网关的点位限制信息生成所述数据采集任务。
[0015]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0016]1、云平台集中管理边缘网关，数据采集任务动态下发，系统可根据现场边缘侧PLC通讯时延、网络稳定性和边缘网关采集点位限制等条件智能生成多个边缘网关采集任务表，并可实现自动下发数据采集任务表至边缘网关，无需用户在现场进行复杂繁琐的信号采集设置，在异常情况下更换边缘网关只需进行任务再次下发即可，可大幅提高采集系统稳定性，保证了数据采集效果，提高了数据采集效率。
[0017]2.系统支持设备异频采集，用户可在云平台设置设备物模型的异频采集规则，系统将自动把异频采集规则下发至边缘网关，边缘网关将开启自动侦测，当系统设置的设备信号条件满足时，自动开启高频采集，确保设备在出现异常以及故障后采集到设备的关键数据波动，确保还原现场设备故障以及报警后设备后续数据信息采集，完善设备故障以及报警后设备关键信息分析能力。异频采集功能将根据设置异频采集时间或设置条件结束后自动结束，降低了边缘网关的性能开销。
[0018]3.边缘网关将对采集到的设备数据进行合并发送，对于单一的传感器信号采集，采用优化数据结构进行传输，可有效降低网络传输包数量，降低网络流量消耗，提升网络带宽利用率，在外网传输异常时对采集数据进行动态存储压缩，并在网关恢复外部连接后进行自动补发，优化了网关内部存储空间，提升了数据采集稳定性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请一实施例提供的基于边缘计算的数据采集系统的架构示意图；
[0021]图2为本申请一实施例提供的云平台的架构示意图；
[0022]图3为本申请一实施例提供的系统管理员在系统管理模块的操作示意图。
具体实施方式
[0023]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0024]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0025]还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的数据采集系统，其特征在于，所述系统包括连接并控制工业设备的可编程逻辑控制器PLC，连接工业设备或PLC的边缘网关，连接边缘网关的云平台以及与所述云平台交互的客户端；所述云平台，用于生成数据采集任务，并将所述数据采集任务下发至所述边缘网关；所述边缘网关，用于根据所述数据采集任务，通过所述工业设备或所述PLC进行数据采集，对采集到的数据进行预处理后转发给所述云平台。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的数据采集系统，其特征在于，所述云平台包括应用层、服务层、数据层和展示层，所述应用层用于配置所述数据采集任务，所述服务层用于为所述云平台提供技术服务支持，所述数据层用于存储所述边缘网关转发的数据，所述展示层用于对所述边缘网关转发的数据进行展示。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的数据采集系统，其特征在于，所述应用层包括设备管理，所述设备管理提供设备物模型管理，所述设备物模型管理用于新增设备物模型，并基于设备的数据采集需求配置所述设备物模型的数据采集表，所述数据采集表包括设备物模型标识、采集模式、采集变量、变量描述、数据类型、采集频率和数据单位，所述设备物模型为根据设备种类上传的三维模型，所述数据采集任务包括一个或多个所述数据采集表。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的数据采集系统，其特征在于，所述设备物模型管理还用于对设备物模型进行异频采集规则设置，所述异频采集规则包括设备物模型标识、与所述设备物模型标识对应的设备物模型的一个或多个采集变量以及与所述一个或多个采集变量对应的判断条件，所述数据采集任务包括所述异频采集规则。5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的数据采集系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，屈辉现，程宏，解滔，周友幸，陈刚，周阳，曾俊钢，曾繁智，吴丹文，张春磊，
申请(专利权)人：中轻长泰长沙智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：