[发明专利]一种基于物联网的智能远程数据采集系统

说明书

技术领域

本发明属于物联网技术领域，更具体地，涉及一种基于物联网的智能远程数据采集系统。

背景技术

在工业制造、化工、环保、医疗设备和智能小区等很多领域中都需要对相关设备进行管理和监测,以便随时了解和掌握设备的各种参数和运行状况,保障设备可靠安全稳定运行。

传统的本地监测是现场工程师对控制系统进行跟踪，实时了解生产流程各个环节中设备运行状态，及时处理报警信息；控制人员需要监测控制系统各个重要参数，评估控制系统性能；生产管理者需要制定生产策略，实时方便地获得产品生产进度、状态等。但这种传统的本地监测、多基于企业局域网络方式，由于受限于地理、环境等多种因素，随着当代新技术的发展，由于缺乏与数据中心、云、大数据等技术的联结，往往无法在实际应用中做出快速反应，不足日益突显。此外相对传统、单机版嵌入式采集系统存在功能单一、支持的工业控制协议较少，系统的灵活性不够灵活等问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明综合运用物联网技术、嵌入式技术、采集系统技术和移动互联网技术等，提供了一种基于物联网的智能远程数据采集系统。实现对工业设备运行的分布式移动监测，也兼顾采集系统的开放性、便捷性、通用性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于物联网的智能远程数据采集系统，其特征在于，所述系统包括多通道异步数据采集模块、多协议中间件模块、参数管理模块、数据传送模块、紧急事件管理模块以及自诊断和断电处理模块，其中：

所述多通道异步数据采集模块，用于利用采集系统设备自动采集多个工业控制设备中的感知参数和控制数据，所述工业控制设备包括通用数据采集设备、PLC、工控机；还可以通过多种接口和协议标准，采集IC卡读写器、RFID读写器、条形码扫描器、二维码扫描器中相关数据；

所述多协议中间件模块，用于处理不同厂家的工控设备发来的数据包，通过解析与译码协议数据包信号以及动态支持接口方法，屏蔽不同厂家、不同时期和不同工业标准接口的协议差异，将不同的协议转换为统一的协议标准与数据中心进行数据交换；所述工控设备包括PLC、工控机、DCS或CNC；所述不同协议包括ModBus、Profibus、TCP/IP、PPI和MPI多种工业标准协议；

所述参数管理模块，用于接收和存储用户在数据中心按照事先定义的接口规范和函数调用所填写提交的配置参数表，并根据所述配置参数表对采集系统进行配置；所述配置参数表中包含有采集系统ID号、文件目录和文件名。

所述数据传送模块，用于实现采集系统设备到数据中心以及数据中心到采集系统之间的双向数据传送；通过多线程技术和数据压缩技术，对需传送数据的数据特性、传送优先级进行智能分组，创建任务队列，实现数据的多通道并行流水传送和批量处理；；传送数据采用自定义协议包编码，利用多种互联网或移动互联网传送协议，作为数据传输与控制通道；所述互联网或移动互联网传送协议包括Wifi，或以太网络，或GPRS，或CDMA，或3G；

所述紧急事件管理模块，用于通过采集系统接收采集系统所监测的工控设备发生的紧急事件或异常，根据所述紧急事件或异常发出自动寻呼至数据中心，使数据中心对所述紧急事件或异常进行处理；

所述自诊断和断电处理模块，用于检测系统自身异常，通过自检函数，从设备上电与硬件自检、读取配置文件以及网络的故障等，对系统故障进行处理和修复。

本发明的一个实施例中，所述多通道异步数据采集模块包括参数读取模块、生成协议包模块、发送数据包模块和接收数据包模块，其中：

所述参数读取模块，用于从存储设备中读取采集参数，采集参数由参数管理模块提供，参数包括设备型号、协议类型、采集频率、波特率、寄存器、地址、数据类型以及数据长度；

所述生成协议包模块，用于将设备参数提交给多协议中间件模块，并获取与设备匹配的协议数据包；

所述发送数据包模块，用于将生成的协议数据包发送给被采集设备，如PLC；被采集设备包括工控设备及传感器，其中工控设备包括PLC、工控机、DCS和CNC等，传感器包括温度、湿度、电流、电压传感器,采集系统通过向被采集设备发送指令的方式，获取设备运行数据；

所述接收数据包模块，用于获取被采集设备的实时运行数据，接受到的数据包通过协议算法解析后以自定义格式生成数据包，并传给数据传送模块。

本发明的一个实施例中，所述多协议中间件模块包括协议转换算法模块、数据包生成模块和数据包解析模块，其中：