一种基于5G的工业远程控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于5G的工业远程控制系统及方法，系统包括：云服务器；与所述云服务器通信连接的边缘服务器、远程控制终端；多种工业设备；用于接收和发送数据的5G通信装置；通过所述5G通信装置与所述工业设备、所述边缘服务器分别通信连接的控制处理装置；与所述控制处理装置通信连接的振动数据采集装置、图像采集装置、声音采集装置和气味采集装置。通过本发明专利技术的方案，建立工业设备的标准操作模型和标准运转模型，当通过采集数据确定出工业设备不符合标准运转模型时，结合所述标准操作模型和所述工业设备的三维设备模型对其进行调整，能实现对工业设备高效、智能地远程控制。智能地远程控制。智能地远程控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G的工业远程控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及工业控制
，具体涉及一种基于5G的工业远程控制系统及方法。

技术介绍

[0002]第五代移动通信技术，简称5G，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G的发展也来自于对移动数据日益增长的需求。随着工业互联网的发展，越来越多的工业设备接入到5G网络中以实现远程控制。
[0003]但是现有的工业远程控制系统大多基于现场监控的方式进行，导致现场的工业设备控制较为凌乱繁琐、监控精度差，在面对一些设备故障、或者紧急事件时的应变能力较差，导致互联网在工业远程控制中的优势无法完全体现出来。

技术实现思路

[0004]本专利技术正是基于上述问题，提出了一种基于5G的工业远程控制系统及方法，通过本专利技术的方案，建立工业设备的标准操作模型和标准运转模型，当通过采集数据确定出工业设备不符合标准运转模型时，结合所述标准操作模型和所述工业设备的三维设备模型对其进行调整，能实现对工业设备高效、智能地远程控制。
[0005]有鉴于此，本专利技术的一方面提出了一种基于5G的工业远程控制系统，包括：云服务器；与所述云服务器通信连接的边缘服务器、远程控制终端；多种工业设备；用于接收和发送数据的5G通信装置；通过所述5G通信装置与所述工业设备、所述边缘服务器分别通信连接的控制处理装置；与所述控制处理装置通信连接的振动数据采集装置、图像采集装置、声音采集装置和气味采集装置；<br/>[0006]所述云服务器被配置为：
[0007]从存储有所述工业设备的历史数据的所述边缘服务器获取所述工业设备的历史操作数据、历史工作参数，并建立所述工业设备的标准操作模型；
[0008]获取所述工业设备的设备三维点云数据，并根据所述设备三维点云数据建立所述工业设备的三维设备模型；
[0009]根据从所述边缘服务器获取所述工业设备历史工作过程中的历史振动数据、历史图像数据、历史声音数据、历史气味数据；
[0010]根据所述历史振动数据建立所述工业设备的标准振动模型、根据所述历史图像数据建立所述工业设备的标准工作运动模型、根据所述历史声音数据生成所述工业设备的标准声音模型、根据所述历史气味数据生成所述工业设备的标准气味模型；
[0011]根据所述标准振动模型、所述标准工作运动模型、所述标准声音模型和所述标准气味模型，建立所述工业设备的标准运转模型；
[0012]实时获取所述工业设备的第一振动数据、第一图像数据、第一声音数据和第一气
味数据，并据此判断所述工业设备的运转是否符合所述标准运转模型；
[0013]若不符合，则根据所述标准操作模型和所述三维设备模型对所述工业设备进行调整。
[0014]可选地，所述根据所述历史振动数据建立所述工业设备的标准振动模型的操作中，所述云服务器具体被配置为：
[0015]获取所述建筑物的建筑三维点云数据，并根据所述建筑三维点云数据建立所述建筑物的三维建筑模型；
[0016]获取所述振动数据采集装置采集到的所述工业设备所处的建筑物的第一历史振动数据；
[0017]根据所述三维建筑模型和所述第一历史振动数据生成所述建筑物的建筑振动模型；
[0018]根据所述三维设备模型和所述历史振动数据生成所述工业设备的初始振动模型；
[0019]根据所述建筑振动模型对所述初始振动模型进行修改，得到所述标准振动模型。
[0020]可选地，所述根据所述标准操作模型和所述三维设备模型对所述工业设备进行调整的操作中，所述云服务器具体被配置为：
[0021]将所述三维设备模型发送至所述远程控制终端；
[0022]接收所述远程控制终端基于所述三维设备模型发送的控制指令；
[0023]根据所述控制指令对所述标准操作模型进行调整；
[0024]根据调整后的标准操作模型对所述工业设备进行控制。
[0025]可选地，所述气味采集装置安装于所述工业设备的预设范围内；
[0026]所述气味采集装置被配置为：
[0027]当所述工业设备工作时，收集所在区域的空气，并利用气味传感器对所述空气进行气味识别，得到所述气味数据；
[0028]将所述气味数据发送至所述边缘服务器；
[0029]其中，所述气味传感器包含有多个气味检测单元，每个所述气味检测单元配置了不同类型化学物质，所述化学物质会与所述工业设备工作中释放的气体发生反应，并根据所述气体类型和/或浓度的不同而呈现不同颜色，所述气味数据即为不同的颜色组合的颜色图像数据。
[0030]可选地，所述根据所述历史气味数据生成所述工业设备的标准气味模型的操作中，所述云服务器具体被配置为：
[0031]从所述边缘服务器获取所述历史气味数据；
[0032]将所述历史气味数据分为训练集数据与测试集数据；
[0033]将所述训练集数据进行归一化处理后得到第一训练数据；
[0034]将所述第一训练数据依次输入第一神经网络的输入层单元；
[0035]将连接所述输入单元和隐藏层单元的连接初始化为输入的所述第一训练数据中的第一个数据；
[0036]从所述隐藏层的第一单元到输出层中对应的所述第一个数据所属类别所对应的所述输出层的第一单元之间建立一个连接；
[0037]对于剩下的各个隐藏单元都重复进行上述步骤，得到一个输入层与隐藏层之间完
全连通，而隐藏层到输出层之间稀疏连接的神经网络；
[0038]将所述测试集数据进行归一化后得到第一测试数据；
[0039]将所述第一测试数据输入至所述神经网络的输入层，由输入层进行处理后再输送至所述神经网络的隐藏层；
[0040]每一个所述隐藏层的隐藏层单元都计算一个净值，并通过激励函数映射到输出层单元；
[0041]每一个输出层单元把与之相连的隐藏层单元的输出结果相加，得到每一类的条件概率密度，根据所述条件概率密度的大小进行分类，从而得到所述标准气味模型。
[0042]本专利技术的另一方面提供一种基于5G的工业远程控制方法，包括：
[0043]云服务器从存储有工业设备的历史数据的边缘服务器获取所述工业设备的历史操作数据、历史工作参数，并建立所述工业设备的标准操作模型；
[0044]所述云服务器获取所述工业设备的设备三维点云数据，并根据所述设备三维点云数据建立所述工业设备的三维设备模型；
[0045]所述云服务器根据从所述边缘服务器获取所述工业设备历史工作过程中的历史振动数据、历史图像数据、历史声音数据、历史气味数据；
[0046]所述云服务器根据所述历史振动数据建立所述工业设备的标准振动模型、根据所述历史图像数据建立所述工业设备的标准工作运动模型、根据所述历史声音数据生成所述工业设备的标准声音模型、根据所述历史气味数据生成所述工业设备的标准气味模型；
[0047]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G的工业远程控制系统，其特征在于，包括：云服务器；与所述云服务器通信连接的边缘服务器、远程控制终端；多种工业设备；用于接收和发送数据的5G通信装置；通过所述5G通信装置与所述工业设备、所述边缘服务器分别通信连接的控制处理装置；与所述控制处理装置通信连接的振动数据采集装置、图像采集装置、声音采集装置和气味采集装置；所述云服务器被配置为：从存储有所述工业设备的历史数据的所述边缘服务器获取所述工业设备的历史操作数据、历史工作参数，并建立所述工业设备的标准操作模型；获取所述工业设备的设备三维点云数据，并根据所述设备三维点云数据建立所述工业设备的三维设备模型；根据从所述边缘服务器获取所述工业设备历史工作过程中的历史振动数据、历史图像数据、历史声音数据、历史气味数据；根据所述历史振动数据建立所述工业设备的标准振动模型、根据所述历史图像数据建立所述工业设备的标准工作运动模型、根据所述历史声音数据生成所述工业设备的标准声音模型、根据所述历史气味数据生成所述工业设备的标准气味模型；根据所述标准振动模型、所述标准工作运动模型、所述标准声音模型和所述标准气味模型，建立所述工业设备的标准运转模型；实时获取所述工业设备的第一振动数据、第一图像数据、第一声音数据和第一气味数据，并据此判断所述工业设备的运转是否符合所述标准运转模型；若不符合，则根据所述标准操作模型和所述三维设备模型对所述工业设备进行调整。2.根据权利要求1所述的基于5G的工业远程控制系统，其特征在于，所述根据所述历史振动数据建立所述工业设备的标准振动模型的操作中，所述云服务器具体被配置为：获取所述建筑物的建筑三维点云数据，并根据所述建筑三维点云数据建立所述建筑物的三维建筑模型；获取所述振动数据采集装置采集到的所述工业设备所处的建筑物的第一历史振动数据；根据所述三维建筑模型和所述第一历史振动数据生成所述建筑物的建筑振动模型；根据所述三维设备模型和所述历史振动数据生成所述工业设备的初始振动模型；根据所述建筑振动模型对所述初始振动模型进行修改，得到所述标准振动模型。3.根据权利要求2所述的基于5G的工业远程控制系统，其特征在于，所述根据所述标准操作模型和所述三维设备模型对所述工业设备进行调整的操作中，所述云服务器具体被配置为：将所述三维设备模型发送至所述远程控制终端；接收所述远程控制终端基于所述三维设备模型发送的控制指令；根据所述控制指令对所述标准操作模型进行调整；根据调整后的标准操作模型对所述工业设备进行控制。4.根据权利要求3所述的基于5G的工业远程控制系统，其特征在于，所述气味采集装置安装于所述工业设备的预设范围内；所述气味采集装置被配置为：
当所述工业设备工作时，收集所在区域的空气，并利用气味传感器对所述空气进行气味识别，得到所述气味数据；将所述气味数据发送至所述边缘服务器；其中，所述气味传感器包含有多个气味检测单元，每个所述气味检测单元配置了不同类型化学物质，所述化学物质会与所述工业设备工作中释放的气体发生反应，并根据所述气体类型和/或浓度的不同而呈现不同颜色，所述气味数据即为不同的颜色组合的颜色图像数据。5.根据权利要求1
‑
4所述的基于5G的工业远程控制系统，其特征在于，所述根据所述历史气味数据生成所述工业设备的标准气味模型的操作中，所述云服务器具体被配置为：从所述边缘服务器获取所述历史气味数据；将所述历史气味数据分为训练集数据与测试集数据；将所述训练集数据进行归一化处理后得到第一训练数据；将所述第一训练数据依次输入第一神经网络的输入层单元；将连接所述输入单元和隐藏层单元的连接初始化为输入的所述第一训练数据中的第一个数据；从所述隐藏层的第一单元到输出层中对应的所述第一个数据所属类别所对应的所述输出层的第一单元之间建立一个连接；对于剩下的各个隐藏单元都重复进行上述步骤，得到一个输入层与隐藏层之间完全连通，而隐藏层到输出层之间稀疏连接的神经网络；将所述测试集数据进行归一化后得到第一测试数据；将所述第一测试数据输入至所述神经网络的输入层，由输入层进行处理后再输送至所述神经网络的隐藏层；每一个所述隐藏层的隐藏层单元都计算一个净值，并通过激励函数映射到输出层单元；每一个输出层单元把与之相连的隐藏层单...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏会林，龙遗昆，刘佛生，李金培，
申请(专利权)人：深圳市丰源升科技有限公司，
类型：发明
国别省市：