一种工业数据采集网关及方法技术

本发明专利技术提供一种工业数据采集网关及方法，工业数据采集网关包括网关系统和工业数据采集系统；网关系统包括微处理器、通信接口模块、通信适配模块、控制管理模块和存储模块；工业数据采集系统包括数据管理服务器。具有以下优点：1)网关系统具有数据处理功能，将传统集中式服务器的处理任务下发给各个网关系统，提高对数据处理的效率，满足计算密集型和延迟敏感型任务的处理需求。2)网关系统对采集到的数据进行处理后，只需要将计算结果传输给服务器，因此，降低了网关系统到服务器传输的数据量，降低了对网络带宽的要求。3)网关系统集成多种类型的通信接口和多种协议的通信适配，因此，具有可接入的终端设备的类型多的优点，适用范围广。围广。围广。

【技术实现步骤摘要】
一种工业数据采集网关及方法


[0001]本专利技术属于工业数据采集领域，具体涉及一种工业数据采集网关及方法。

技术介绍

[0002]近年来，工业制造领域的快速发展带来了海量异构终端设备到互联网的连接，这些终端设备将产生无法估计的数据量，传统工业采用的数据采集模式，在万物互联时代已经无法满足需求。
[0003]大多数现有的工业制造系统使用集中式服务器作为数据处理中心，网络架构为：终端设备产生的数据传输到网关设备，网关设备主要用于数据聚合和数据转发，将终端设备产生的数据传输到集中式服务器，由集中式服务器对终端设备产生的数据进行集中处理和决策。此种方式具有以下问题：1)网关设备到集中式服务器传输的数据量大，对网络带宽有较高的要求；2)集中式服务器需要处理的数据量大，无法满足计算密集型和延迟敏感型任务的处理需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种工业数据采集网关及方法，可有效解决上述问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种工业数据采集网关，包括网关系统和工业数据采集系统；
[0007]所述网关系统包括微处理器、通信接口模块、通信适配模块、控制管理模块和存储模块；所述工业数据采集系统包括数据管理服务器；
[0008]所述微处理器分别与所述通信接口模块、所述通信适配模块、所述控制管理模块和所述存储模块双向链接；所述通信接口模块和所述存储模块双向链接；
[0009]所述控制管理模块和所述数据管理服务器通过API接口双向链接，进而实现所述网关系统和所述工业数据采集系统的双向链接。
[0010]优选的，所述微处理器采用ARM 9核的嵌入式微处理器。
[0011]优选的，所述通信接口模块集成WIFI接口、Ethernet接口、GPRS接口、RS
‑
485接口、3G接口、4G接口、LORA接口和通信控制器。
[0012]优选的，所述通信适配模块包括协议适配模块和数据解析模块。
[0013]优选的，所述控制管理模块包括输入模块、访问控制模块、液晶显示模块、节点管理器、服务管理器和安全管理模块。
[0014]优选的，所述存储模块包括静态存储器和SDRAM芯片。
[0015]本专利技术还提供一种工业数据采集网关的方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1，外部数据输入时，首先传输到通信接口模块，所述通信接口模块根据外部数据传输所使用网络的类别，通过通信控制器驱动对应类别的通信接口，以使外部数据连接入网关系统；
[0017]步骤2，所述通信接口模块，将接收到的外部数据分别传输到微处理器和存储模块，通过所述存储模块，暂时存储所述外部数据；
[0018]所述微处理器将接收到的外部数据发送给通信适配模块；
[0019]步骤3，所述通信适配模块的协议适配模块，根据网关系统当前支持的协议，对所述外部数据进行协议的适配与转换，将外部数据转换为网关系统支持的协议；然后再通过通信适配模块的数据解析模块，对协议转换后的外部数据进行数据解析和封闭，得到解析后的外部数据；
[0020]所述通信适配模块，将解析后的外部数据传输给所述微处理器；
[0021]步骤4，所述微处理器通过控制管理模块与数据管理服务器进行交互，接收来自于数据管理服务器的数据处理指令，对所述解析后的外部数据进行数据处理，并将处理后的外部数据通过控制管理模块传输给所述数据管理服务器。
[0022]优选的，控制管理模块的输入模块、访问控制模块、液晶显示模块、节点管理器、服务管理器和安全管理模块，具体用于：
[0023]输入模块，用于接收用户输入的对网关系统的操作指令；
[0024]访问控制模块，用于对登陆网关系统的登录用户进行认证，分配权限，并记录访问日志；
[0025]液晶显示模块，用于展现网关系统的运行状态，包括外部数据是否正常传输，与外部终端的连接是否断开；
[0026]节点管理器，用于处理来自终端设备的请求任务，当接收到终端设备的指令请求任务时，根据网关是否有空闲资源，以及请求任务的优先级是否高于当前网关系统执行任务的优先级，决定是否接受请求任务；
[0027]服务管理器，用于当所述节点管理器决定接受请求任务时，所述服务管理器进行初始化设置，为所述请求任务分配资源，更新防火墙设置；
[0028]安全管理模块，用于对终端设备进行安全访问控制，以及根据请求任务的安全要求，实现数据的加密安全处理。
[0029]优选的，所述数据管理服务器，运行数据采集及分析模块；所述数据采集及分析模块包括人员管理子模块、网关管理子模块、数据采集配置子模块和数据对比分析子模块；
[0030]所述人员管理子模块，用于对登录网关系统的用户进行用户切换、密码修改和权限修改；
[0031]所述网关管理子模块，用于显示网关系统的基本负载信息，包括CPU、内存、磁盘和网络状态；
[0032]所述数据采集配置子模块，用于配置添加删减当前接入的终端设备，对接收到的来自于终端设备的外部数据进行筛选；
[0033]所述数据对比分析子模块，用于对不同时间段的经所述微处理器处理的数据，进行对比分析。
[0034]本专利技术提供的工业数据采集网关及方法，具有以下优点：
[0035]1)网关系统不仅具有数据聚合和数据转发的功能，还具有数据处理功能，即：可以根据服务器下发的任务，对采集到的数据进行处理，从而降低了服务器的负荷，将传统集中式服务器的处理任务下发给各个网关系统，可以提高对数据处理的效率，满足计算密集型
和延迟敏感型任务的处理需求。
[0036]2)由于网关系统对采集到的数据进行处理后，只需要将计算结果传输给服务器，因此，降低了网关系统到服务器传输的数据量，降低了对网络带宽的要求。
[0037]3)网关系统集成多种类型的通信接口和多种协议的通信适配，因此，具有可接入的终端设备的类型多的优点，适用范围广。
附图说明
[0038]图1为本专利技术提供的工业数据采集网关的结构图；
[0039]图2为本专利技术提供的工业数据采集网关的另一种结构图。
具体实施方式
[0040]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
[0041]首先对本专利技术主要技术术语进行解释：
[0042]API接口:一组定义、程序及协议的集合，通过API接口实现计算机软件之间的相互通信。API的一个主要功能是提供通用功能集。程序员通过调用API函数对应用程序进行开发，可以减轻编程任务。API同时也是一种中间件，为各种不同平台提供数据共享。
[0043]参考图1，本专利技术提供一种工业数据采集网关，包括网关系统和工业数据采集系统；
[0044]所述网关系统包括微处理器、通信接口模块、通信适配模块、控制管理模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业数据采集网关，其特征在于，包括网关系统和工业数据采集系统；所述网关系统包括微处理器、通信接口模块、通信适配模块、控制管理模块和存储模块；所述工业数据采集系统包括数据管理服务器；所述微处理器分别与所述通信接口模块、所述通信适配模块、所述控制管理模块和所述存储模块双向链接；所述通信接口模块和所述存储模块双向链接；所述控制管理模块和所述数据管理服务器通过API接口双向链接，进而实现所述网关系统和所述工业数据采集系统的双向链接。2.根据权利要求1所述的工业数据采集网关，其特征在于，所述微处理器采用ARM9核的嵌入式微处理器。3.根据权利要求1所述的工业数据采集网关，其特征在于，所述通信接口模块集成WIFI接口、Ethernet接口、GPRS接口、RS
‑
485接口、3G接口、4G接口、LORA接口和通信控制器。4.根据权利要求1所述的工业数据采集网关，其特征在于，所述通信适配模块包括协议适配模块和数据解析模块。5.根据权利要求1所述的工业数据采集网关，其特征在于，所述控制管理模块包括输入模块、访问控制模块、液晶显示模块、节点管理器、服务管理器和安全管理模块。6.根据权利要求1所述的工业数据采集网关，其特征在于，所述存储模块包括静态存储器和SDRAM芯片。7.一种权利要求1
‑
6任一项所述的工业数据采集网关的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，外部数据输入时，首先传输到通信接口模块，所述通信接口模块根据外部数据传输所使用网络的类别，通过通信控制器驱动对应类别的通信接口，以使外部数据连接入网关系统；步骤2，所述通信接口模块，将接收到的外部数据分别传输到微处理器和存储模块，通过所述存储模块，暂时存储所述外部数据；所述微处理器将接收到的外部数据发送给通信适配模块；步骤3，所述通信适配模块的协议适配模块，根据网关系统当前支持的协议，对所述外部数据进行协议的适配与转换，将外部数据转换为网关系统支持的协议；然后再通过通信适配模...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建伟，石建新，叶洁伟，周晓龙，钟民泽，孙振武，李溪祥，
申请(专利权)人：航天北京工业设备有限公司，
类型：发明
国别省市：