基于物联网网关的云连接系统技术方案

本专利申请公开了基于物联网网关的云连接系统，包括：具有操作系统的第一网关设备，所述第一网关设备包括内置的第一OPC UA服务器，以及安装于所述第一网关设备的所述操作系统中的应用程序，所述应用程序用于访问第一网关设备中运行的所述第一OPC UA服务器，以获取和所述第一网关设备联网的第一终端设备的数据，所述应用程序还用于访问第二网关设备中运行的第二OPC UA服务器，以获取和所述第二网关设备联网的第二终端设备的数据，所述应用程序还用于和云端服务设备通过MQTT协议通信，并上传所述第一联网设备和第二联网设备的数据，其中，所述第一网关设备和所述第二网关设备在相同局域网内。同局域网内。同局域网内。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网网关的云连接系统


[0001]本专利申请涉及基于工业物联网网关，尤其是基于物联网网关的云连接系统。

技术介绍

[0002]可编程逻辑控制器（PLC）在工业物联网中有十分广泛的应用。例如，在涉及生产环境的工业物联网中，PLC设备作为物联网网关，可被用于生产控制、数据采集、安全控制等。其中，在基于PLC设备的数据采集和处理应用中，PLC设备可以采集和处理各种传感器和设备的数据，例如温度、压力、电流等，并且通过与云平台或其他系统的连接，PLC设备可以实现数据的实时监控、分析和预测，优化生产过程并提高效率。
[0003]在工业自动化场景下，PLC设备或其他物联网网关可借助OPC UA协议向下收集数据。在OPC UA的拓扑结构中，网关设备作为一个OPC UA服务器（OPC UA Server）以提供各种服务，而网关设备上的其他应用程序可调用OPC UA服务器提供的服务。
[0004]另一方面，PLC设备和云平台或云端设备的联络则更偏向互联网环境，通常需借助不同于OPC UA的互联网协议将数据传输上云。例如，PLC设备可基于MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）协议来实现PLC设备和云平台的联络。一种基于MQTT的上云方式是通过本地服务器完成，这种方式需要在本地部署硬件设备，包括PLC、PC、工控机等控制设备，或采用专有的网关模块。另一种基于MQTT的上云方式是在PLC设备中部署专用功能块。例如，某厂家的PLC产品中，使用LMQTT_CLIENT功能块来部署MQTT云端服务器参数，进而实现和云端的MQTT协议通信。借助于PLC功能块来部署MQTT客户机的流程十分繁琐，需要打开专有编程软件搭建相应工程。
[0005]现有的云连接方案，无论采取何种部署方式，均只能获取单个控制器数据，且一旦出现连接中断，则无法将数据上传到云端，因此整个系统的传输稳定性降低。业界希望有一种新的架构方案，其可以提高数据传输稳定性、扩展数据采集范围、并提供部署方式的灵活性和多样性。

技术实现思路

[0006]本专利申请提出一种基于物联网网关的云连接系统，其在诸如PLC的物联网网关中部署应用程序。该应用程序访问局域网内各个网关中的OPC UA服务器以获得各个物联网设备的数据，并统一传输给云端服务器。该应用程序向用户提供网页配置界面，以完成MQTT云端服务器参数的配置。这种扩展云连接方案因此可以减少本地硬件部署，并减少软件部署工作。进一步的实现方式中，在两台物联网网关中分别部署应用程序，其中一台作为主设备，另一台作为冗余设备，从而增加系统的稳健性。
[0007]根据本申请的第一方面，提出一种基于物联网网关的云连接系统，包括：具有操作系统的第一网关设备，所述第一网关设备包括内置的第一OPC UA服务器，以及安装于所述第一网关设备的所述操作系统中的应用程序，所述应用程序用于访问第一网关设备中运行的所述第一OPC UA服务器，以获取和所述第一网关设备联网的第一终端设备的数据，所述
应用程序还用于访问第二网关设备中运行的第二OPC UA服务器，以获取和所述第二网关设备联网的第二终端设备的数据，所述应用程序还用于和云端服务设备通过MQTT协议通信，并上传所述第一联网设备和第二联网设备的数据，其中，所述第一网关设备和所述第二网关设备在相同局域网内。
[0008]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述第二网关设备的数量为一个或多个。
[0009]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述第二网关设备的数量为多个，在多个所述第二网关设备中，至少其中一个所述第二网关设备中部署有和所述第一网关设备的所述应用程序功能相同的冗余应用程序。
[0010]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述第一网关设备是可编程逻辑控制器PLC设备。
[0011]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述第二网关设备是带有OPC UA功能的物联网设备，所述物联网设备是可编程逻辑控制器PLC设备。
[0012]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述操作系统是Linux操作系统。
[0013]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述第一OPC UA服务器用于内置在PLCnext的固件中，所述应用程序布置在所述PLCnext的扩展组件中。
[0014]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述应用程序作为一个Container部署在所述Linux操作系统中。
[0015]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述应用程序提供基于WEB页面的参数配置界面。
[0016]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述WEB页面可由接入所述局域网的计算设备或移动设备访问。
[0017]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述参数配置界面提示用户输入MQTT云端服务器参数。
[0018]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述MQTT云端服务器参数包括以下中的至少一项： Broker Client Name、Broker URL、Broker Port、Broker Username、Broker Password、Broker Message Topic、Publisher Name、Default Send Interval、Broker Command Topic、Broker Command Response Topic、Broker Metadata Topic、Metadata Send Interval。
[0019]上述的基于物联网网关的云连接系统的方案中，作为一种可选的实现方式，所述参数配置界面提示用户配置OPC UA服务器节点参数。
附图说明
[0020]包括附图是为提供对本专利申请进一步的理解，它们被收录并构成本专利申请的一部分，附图示出了本专利申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利申请原理的作用。附图中：
图1示出根据本申请的实施例的基于物联网网关的云连接系统的示意图。
[0021]图2示出适用于图1所示的扩展云连接方案的一种PLC设备的体系架构。
[0022]图3A—图3D示出由图1所示的扩展云连接方案中的主设备提供的网页配置界面的截图。
具体实施方式
[0023]在以下的描述中，参考各实施例对本专利申请进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利申请的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网网关的云连接系统，包括：具有操作系统的第一网关设备（10），所述第一网关设备包括内置的第一OPC UA服务器（120），以及安装于所述第一网关设备的所述操作系统中的应用程序（110），所述应用程序用于访问第一网关设备中运行的所述第一OPC UA服务器，以获取和所述第一网关设备联网的第一终端设备的数据，所述应用程序还用于访问第二网关设备中运行的第二OPC UA服务器，以获取和所述第二网关设备联网的第二终端设备的数据，所述应用程序还用于和云端服务设备（40）通过MQTT协议通信，并上传所述第一联网设备和第二联网设备的数据，其中，所述第一网关设备和所述第二网关设备在相同局域网（50）内。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二网关设备的数量为一个或多个。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二网关设备的数量为多个，在多个所述第二网关设备中，至少其中一个所述第二网关设备（20）中部署有和所述第一网关设备的所述应用程序功能相同的冗余应用程序（210）。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一网关设备是可编程逻辑控制器PLC设备。5. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二网关设备是带有OPC UA功能的物联网设备，所述物联网设备是可编程逻辑控制器PLC设备。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操作系统是Linux操作系统。7. 如...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙涛，李武阳，
申请(专利权)人：菲尼克斯南京智能制造技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：