一种工业物联网信息集成平台的制作方法

1.本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种工业物联网信息集成平台。


背景技术：

2.随着物联网技术的发展,越来越多工业系统将物联网技术应用到工业生产、运输和交易等环节中，实现物理对象的定位、跟踪、监控、分析和管理，进而实现工业生产活动的精细化、灵活化和智能化。
3.物联网是通信、自动控制和计算机等不同领域跨学科综合应用的产物,它通过信息传感设备,并按照约定协议,将任意物品与互联网连接起来，进行数据采集、信息传输、逻辑处理以及信息显示。现有技术中，由于物联网使用的传感器技术多种多样、信息传输协议各不相同、逻辑处理与业务系统密切相关或者信息显示需求各不相同,导致现有的物联网应用系统需要针对目标对象和应用系统的特点进行全新开发,基本都是专用系统的研发模式,造成研发费用高昂、升级改造困难、灵活性差以及系统对外互联融合困难等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种工业物联网信息集成平台，用于解决现有技术中存在的至少一个问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供一种工业物联网信息集成平台，包括数据采集网关和显控设备，还包括数据集成分发服务器、软件仓库服务器以及运维管理服务器中的一种或多种的组合；
7.所述数据采集网关用于采集和处理目标物理对象的运行数据，并基于约定的传输协议将所述运行数据发送至所述显控设备和/或所述数据集成分发服务器；
8.所述显控设备用于在接收到所述运行数据后，按照第一业务逻辑对所述运行数据进行计算处理，并进行可视化显示；
9.所述数据集成分发服务器用于获取所述数据采集网关、显控设备、软件仓库服务器和/或运维管理服务器中的第一数据，并在对第一数据进行处理后将处理结果返回至对应设备；
10.所述软件仓库服务器用于定期对所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的软件进行版本检测，并在检测到有软件需要升级时，向该软件所在设备推送最新版本的软件；
11.所述运维管理服务器用于对所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态进行监测和显示。
12.在一种可能的设计中，还包括综合信息展示终端，用于从所述数据集成分发服务器中获取拟展示数据，并按照第二业务逻辑对所述拟展示数据进行综合分析和展示。
13.在一种可能的设计中，还包括数据存储服务器，用于从所述数据集成分发服务器中获取第二数据并存储，且向所述数据采集网关、显控设备、软件仓库服务器、运维管理服
务器和/或综合信息展示终端提供历史数据查询和分析服务。
14.在一种可能的设计中，所述数据采集网关包括第一数据处理模块和多个第一接口模块；
15.所述第一数据处理模块用于按照第三业务逻辑对所述运行数据进行解析、运算和生成打包文件；
16.所述第一接口模块用于采集所述运行数据并发送至所述第一数据处理模块，并将所述打包文件发送至所述显控设备和/或数据集成分发服务器。
17.在一种可能的设计中，所述显控设备包括第二数据处理模块和触摸屏；
18.所述第二数据处理模块用于基于约定的接口协议获取所述运行数据，并按照第四业务逻辑对所述运行数据进行处理；
19.所述触摸屏用于处理后的所述运行数据进行可视化显示。
20.在一种可能的设计中，所述集成分发服务器包括第二接口模块、第三数据处理模块和第一配置管理模块；
21.所述第二接口模块用于获取所述第一数据；
22.所述第三数据处理模块用于按照第五业务逻辑对所述第一数据进行拆分、处理和组合，并通过所述第二接口模块将处理结果返回至对应设备；
23.所述第一配置管理模块用于所述第二接口模块的挂载配置和端口配置，还用于数据规则的配置。
24.在一种可能的设计中，所述软件仓库服务器包括软件数据库、软件上传模块、检测模块、软件更新模块和第二配置管理模块；
25.所述软件数据库用于存储所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的运行软件；
26.所述软件上传模块用于获取各类最新版本的软件并发送至所述软件数据库进行存储；
27.所述检测模块用于定期检测所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的软件版本，并与所述软件数据库进行比对以判断是否有软件需要更新；
28.所述软件更新模块用于向需要更新软件的设备推送最新版本的软件；
29.所述第二配置管理模块用于对服务端口号和版本检测规则进行配置。
30.在一种可能的设计中，所述运维管理服务器包括运维状态检测模块、zabbix服务模块、运维状态评估模块、运维显示模块和第三配置管理模块；
31.所述运维状态检测模块用于定期对数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态进行检测；
32.所述zabbix服务模块用于存储运行状态数据；
33.所述运维状态评估模块用于对所述运行状态数据进行分析评估；
34.所述运维显示模块用于对所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态进行显示；
35.所述第三配置管理模块用于对运行状态检测规则、运行状态数据存储规则、分析评估规则以及显示页面布局进行配置。
36.在一种可能的设计中，所述综合信息展示终端包括第一数据解析模块、图形组件库、页面设计模块、页面调度模块、展示模块和第四配置管理模块；
37.所述第一数据解析模块用于从所述数据集成分发服务器获取拟展示数据并进行解析生成展示数据；
38.所述图形组件库用于存储图形组件；
39.所述页面设计模块用于根据业务需求调用所述图形组件生成初始展示页面，并将所述初始展示页面与所述展示数据进行关联；
40.所述页面调度模块用于对关联后的初始展示页面和展示数据进行调度处理，生成最终展示页面；
41.所述展示模块用于展示所述最终展示页面；
42.所述第四配置管理模块用于图形组件更新、服务端口设置以及数据协议格式配置。
43.在一种可能的设计中，所述数据存储服务器包括：第二数据解析模块、数据库、数据存储模块、数据查询分析模块以及第五配置管理模块；
44.所述数据解析模块用于从所述数据集成分发服务器中获取所述第二数据并进行解析；
45.所述数据存储模块用于按照数据存储规则将解析后的第二数据存储在所述数据库中；
46.所述数据库用于存储解析后的第二数据；
47.所述数据查询分析模块用于向所述数据采集网关、显控设备、软件仓库服务器、运维管理服务器和/或综合信息展示终端提供历史数据查询和分析服务；
48.所述第五配置管理模块用于对数据库、数据接口协议格式和数据存储规则进行配置。
49.有益效果：
50.1.本发明通过设置工业物联网信息集成平台，包括数据采集网关和显控设备，还包括数据集成分发服务器、软件仓库服务器以及运维管理服务器中的一种或多种的组合，用户在配置数据采集网关和显控设备对目标物理对象的运行数据进行采集和监控的基础上，还可以根据需求配置数据集成分发服务器、软件仓库服务器以及运维管理服务器中的一种或多种，实现对各种物联网设备的计算分析、数据分发、软件更新、运维展示以及智能决策。
51.2.本发明中各个设备之间的传输协议格式可以根据需要配置，因此平台升级改造的难度较低，无需复杂的代码编程，主要通过配置工控协议和物联网协议等来实现，且支持多种现场监控组件并进行可视化显示。
附图说明
52.图1为本发明实施例中的工业物联网信息集成平台的结构框图；
53.图2为本发明实施例中的数据采集网关的结构框图；
54.图3为本发明实施例中的显控设备的结构框图；
55.图4为本发明实施例中的数据集成分发服务器的结构框图；
56.图5为本发明实施例中的软件仓库服务器的结构框图；
57.图6为本发明实施例中的运维管理服务器的结构框图；
58.图7为本发明实施例中的综合信息展示终端的结构框图；
59.图8为本发明实施例中的数据存储服务器的结构框图；
60.图9(a)、图9(b)和图9(c)为本发明实施例中的各设备信息传输网络的架构框图。
具体实施方式
61.为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.实施例
63.如图1
‑
9所示，本实施例提供一种工业物联网信息集成平台，包括数据采集网关和显控设备，还包括数据集成分发服务器、软件仓库服务器以及运维管理服务器中的一种或多种的组合；
64.如图2所示，所述数据采集网关用于采集和处理目标物理对象的运行数据，并基于约定的传输协议将所述运行数据发送至所述显控设备和/或所述数据集成分发服务器；
65.其中，需要说明的是，所述目标物理对象包括多种类型的传感器和执行器等，设置在不同的物联网设备中，具体的设置在不同的工业物联网设备中，因此，数据采集网关通过采集传感器和执行器的运行数据，能够进一步了解物联网设备的运行数据；其中，需要说明的是，所述运行数据包括各个物联网设备的功能参数和运行状态数据等，具体不做限定。
66.其中，需要说明的是，所述约定的传输协议可以预先配置，包括但不限于tcp(transport control protocol，传输控制协议)/udp (user data protocol，用户数据报协议)、mqtt(message queuingtelemetry transport，消息队列遥测传输)、dds (datadistributionserviceforreal
‑
timesystems，面向实时系统的数据分布服务)、http(hypertext transfer protocol，超文本传输协议)等传输协议。
67.其中，需要说明的是，所述数据采集网关还可以对自身的网络通信端口号和数据处理流程等进行动态配置，并能够与软件仓库服务器进行通信实现软件版本更新，或者与运维管理服务器进行通信实现数据采集网关的运维管理功能，此处不做限定。
68.作为其中一种可选的实施方式，所述数据采集网关包括第一数据处理模块和多个第一接口模块；
69.所述第一数据处理模块用于按照第三业务逻辑对所述运行数据进行解析、运算和生成打包文件；
70.所述第一接口模块用于采集所述运行数据并发送至所述第一数据处理模块，并将所述打包文件发送至所述显控设备和/或数据集成分发服务器。
71.其中，需要说明的是，所述第一接口模块包括但不限于di(数字量输入)/do(数字量输出)模块、ai(模拟量输入)/ao(模拟量输出)模块、蓝牙模块、zigbee模块、lora模块，can接口模块、 rs485串口模块、以太网模块、wifi模块以及4g/5g模块，用户可以根据需要
配置，此处不做限定。
72.本实施例中的数据采集网关的工作原理如下：
73.所述第一接口模块采集到所述运行数据后，将该运行数据发送至所述第一数据处理模块，所述第一数据处理模块按照预先配置的协议格式对数据进行解析，按照预设的处理规则对解析后的数据进行逻辑运算处理，按照上行协议格式对运算处理后的数据进行打包生成打包文件，然后将该打包文件通过所述第一接口模块(例如以太网模块、 4g/5g模块或wifi模块等)发送至显控设备和/或数据集成分成服务器；当然，可以理解的是，这里的打包文件并不限于可以发送至显控设备和/或数据集成分成服务器，也可以发送给其他需要该运行数据的设备，例如软件仓库服务器和运维服务器等，此处不做限定。
74.如图3所示，所述显控设备用于在接收到所述运行数据后，按照第一业务逻辑对所述运行数据进行计算处理，并进行可视化显示；
75.其中，需要说明的是，优选的，所述显控设备为触摸式显控设备，用于实现所述目标物理对象的实时监控和历史数据监控。其中，采用触摸式的显控设备实现人机快速交互，采用数据接入集成框架和组件化功能模块实现快速监控空能和动态调整，支持多种工控协议和物联网协议,同时支持用于自定义协议的快速配置和升级改造,可实现外部数据快速接入功能；此外，所述显控设备该还具备远程在线监控和组件更新升级功能；此外，当所述运行数据存在异常时，所述显控设备还可以进行即时故障报警，以提醒监管人员及时采取措施。
76.作为所述显控设备一种可能的实施方式，所述显控设备包括第二数据处理模块和触摸屏；
77.所述第二数据处理模块用于基于约定的接口协议获取所述运行数据，并按照第四业务逻辑对所述运行数据进行处理；具体的，所述第二数据处理模块包括数据接口模块、人机交互显控框架模块和配置模块；
78.所述触摸屏用于处理后的所述运行数据进行可视化显示。
79.本实施例中的显控设备的工作原理如下：
80.通过第二数据接口模块按照约定接口协议获取数据后，通过人机交互显控框架模块根据预设的显示逻辑，驱动相应的显控构件通过所述触摸屏对数据进行图形可视化显示；其中，配置模块用于对信息处理装置的的显控构件部署和数据据接口格式定义等进行动态配置，同时，还能与软件仓库服务器进行通信实现软件版本更新，与运维管理服务器进行通信实现显控设备的运维管理功能。
81.如图4所示，所述数据集成分发服务器用于获取所述数据采集网关、显控设备、软件仓库服务器和/或运维管理服务器中的第一数据，并在对第一数据进行处理后将处理结果返回至对应设备；
82.其中，需要说明的是，所述数据集成分发服务器支持各类信息传输协议,包括但不限于tcp/udp、dds、mqtt、modbus
‑
tcp和http等, 同时支持用户数据格式自定义配置。
83.作为一种可选的实施方式，在一种可能的设计中，所述集成分发服务器包括第二接口模块、第三数据处理模块和第一配置管理模块；
84.所述第二接口模块用于获取所述第一数据；
85.其中，需要说明的是，所述第二接口模块包括但不限于：redis 服务模块、
rabbitmq服务模块、mqtt服务模块、http服务模块、dds 接口模块和udp接口模块；通过上述服务或接口模块可以获取所述工业物联网集成平台中的其他设备的第一数据。
86.所述第三数据处理模块用于按照第五业务逻辑对所述第一数据进行拆分、处理和组合，并通过所述第二接口模块将处理结果返回至对应设备；
87.所述第一配置管理模块用于所述第二接口模块的挂载配置和端口配置，还用于数据规则的配置。
88.本实施例中的数据集成分发服务器的工作原理如下：
89.通过redis、mqtt、dds和udp等服务或接口模块获取平台中各个设备的第一数据，并通过第三数据处理模块进行数据拆分、数据处理和数据组合，然后根据预设的分发规则通过对应的接口发送给本平台的其他设备；其中，所述第一配置管理模块用于实现上述各服务或接口模块的挂载配置和端口配置，以及用于数据格式解析、数据处理逻辑和数据组合逻辑等规则的配置，同时用于与软件仓库服务器进行通信实现软件版本更新，以及与运维管理服务器进行通信实现综合数据集成分发服务器的运维管理功能。
90.如图5所示，所述软件仓库服务器用于定期对所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的软件进行版本检测，并在检测到有软件需要升级时，向该软件所在设备推送最新版本的软件；
91.作为一种可能的实施方式，所述软件仓库服务器包括软件数据库、软件上传模块、检测模块、软件更新模块和第二配置管理模块；
92.所述软件数据库用于存储所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的运行软件；
93.所述软件上传模块用于获取各类最新版本的软件并发送至所述软件数据库进行存储；
94.所述检测模块用于定期检测所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的软件版本，并与所述软件数据库进行比对以判断是否有软件需要更新；
95.所述软件更新模块用于向需要更新软件的设备推送最新版本的软件；
96.所述第二配置管理模块用于对服务端口号和版本检测规则进行配置。
97.本实施例的软件仓库服务器的工作原理如下：
98.所述软件数据库存储了设备数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或运维管理服务器中的运行软件，研发人员可通过软件上传模块将最新版本的软件上传至软件数据库，检测模块按照一定周期与其他设备进行信息交互，获取其运行软件的版本，并与软件数据库进行比对，如果该软件版本低于软件数据库中版本，则通知软件更新模块，由软件更新模块向对应的设备进行最新版本的软件推送；其中，第二配置管理模块用于对软件仓库服务器的服务端口号和软件版本侦测规则等进行配置，同时用于与运维管理服务器进行通信，实现软件仓库服务器的运维管理功能。
99.如图6所示，所述运维管理服务器用于对所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态进行监测和显示。
100.作为一种可能的实施方式，所述运维管理服务器包括运维状态检测模块、zabbix服务模块、运维状态评估模块、运维显示模块和第三配置管理模块；
101.所述运维状态检测模块用于定期对数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态进行检测；
102.所述zabbix服务模块用于存储运行状态数据；
103.所述运维状态评估模块用于对所述运行状态数据进行分析评估；
104.所述运维显示模块用于对所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态进行显示；
105.所述第三配置管理模块用于对运行状态检测规则、运行状态数据存储规则、分析评估规则以及显示页面布局进行配置。
106.本实施例中的运维管理服务器的工作原理具体如下：
107.通过运维状态检测模块周定期获取所述数据采集网关、显控设备、数据集成分发服务器和/或软件仓库服务器的运行状态信息，例如cpu负荷、进程数、网络状态和内存占用率等，然后通过zabbix 服务模块按照标准运维数据格式进行存储，然后通过运维状态评估模块根据用户请求，对相应的设备运行状态数据进行分析和评估，并发送至运维显示模块进行显示；其中，所述第三配置管理模块用于实对运行状态检测规则、运行状态数据存储规则、分析评估规则以及显示页面布局进行配置，同时用于可与软件仓库服务器进行通信实现软件版本更新。
108.如图7所示，在一种可能的设计中，还包括综合信息展示终端，用于从所述数据集成分发服务器中获取拟展示数据，并按照第二业务逻辑对所述拟展示数据进行综合分析和展示。
109.其中，需要说明的是，所述综合信息展示终端具体是综合信息液晶展示大屏，用于对平台运行的数据的综合性展示，采用web组件的方式,支持多种信息传输协议,包括但不限于tcp/udp、dds、mott、 modbus
‑
tcp以及http等,同时基于已有的组件实现画面、布局以及显示内容的动态定制。
110.作为一种可选的实施方式，所述综合信息展示终端包括第一数据解析模块、图形组件库、页面设计模块、页面调度模块、展示模块和第四配置管理模块；
111.所述第一数据解析模块用于从所述数据集成分发服务器获取拟展示数据并进行解析生成展示数据；
112.所述图形组件库用于存储图形组件；
113.所述页面设计模块用于根据业务需求调用所述图形组件生成初始展示页面，并将所述初始展示页面与所述展示数据进行关联；
114.所述页面调度模块用于对关联后的初始展示页面和展示数据进行调度处理，生成最终展示页面；
115.所述展示模块用于展示所述最终展示页面；具体的，所述展示模块为液晶展示模块；
116.所述第四配置管理模块用于图形组件更新、服务端口设置以及数据协议格式配置；此外，所述第四配置管理模块还用于与软件仓库服务器进行通信实现软件版本更新，与运维管理服务器进行通信实现综合信息展示大屏的运维管理功能。
117.如图8所示，在一种可能的设计中，还包括数据存储服务器，用于从所述数据集成分发服务器中获取第二数据并存储，且向所述数据采集网关、显控设备、软件仓库服务器、
运维管理服务器和/或综合信息展示终端提供历史数据查询和分析服务。
118.作为一种可选的实施方式，所述数据存储服务器包括：第二数据解析模块、数据库、数据存储模块、数据查询分析模块以及第五配置管理模块；
119.所述数据解析模块用于从所述数据集成分发服务器中获取所述第二数据并进行解析；
120.所述数据存储模块用于按照数据存储规则将解析后的第二数据存储在所述数据库中；
121.所述数据库用于存储解析后的第二数据；
122.所述数据查询分析模块用于向所述数据采集网关、显控设备、软件仓库服务器、运维管理服务器和/或综合信息展示终端提供历史数据查询和分析服务；
123.所述第五配置管理模块用于对数据库、数据接口协议格式和数据存储规则进行配置；此外，所述第五配置管理模块还用于与软件仓库服务器进行通信实现软件版本更新，与运维管理服务器进行通信实现数据存储服务器的运维管理功能。
124.基于上述公开的内容，本实施例通过设置工业物联网信息集成平台，包括数据采集网关和显控设备，还包括数据集成分发服务器、软件仓库服务器以及运维管理服务器中的一种或多种的组合，用户在配置数据采集网关和显控设备对目标物理对象的运行数据进行采集和监控的基础上，还可以根据需求配置数据集成分发服务器、软件仓库服务器以及运维管理服务器中的一种或多种，实现对各种物联网设备的计算分析、数据分发、软件更新、运维展示以及智能决策；此外，各个设备之间的传输协议格式可以根据需要配置，因此平台升级改造的难度较低，无需复杂的代码编程，主要通过配置工控协议和物联网协议等来实现，且支持多种现场监控组件并进行可视化显示。
125.为了实现本实施例中的工业物联网信息集成平台各个设备之间的信息互通传输，本实施例可采用如专用局域网、公共互联网、4g/5g 网络或者vpn等组成虚拟网络实现信息互通。
126.例如，如图9(a)所示，对于工业系统中目标对象相对集中的应用场景，可以以局域网的形式实现信息传输，则将上述所有设备连接到企业局域网中，实现各设备之间的信息交互；
127.例如，如图9(b)所示，对于具有多个工业区域且不具备直接互联条件的工业系统，可以在各个工业区域构建局域网将本区域设备互联，然后通过路由器连入互联网，通过互联网实现各区域间的信息互联，同时可以使用vpn形成一个逻辑上一体的信息传输网络；
128.例如，如图9(c)所示，对于分布范围很广，无法采用有线方式的工业系统，可以根据目标物理对象的分布情况就近布置带有 4g/5g模块的数据采集网关，然后数据采集网关利用4g/5g网络实现与其他设备间的互联互通。
129.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。