[发明专利]基于多功能采集装置和工业云的工业监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测系统，尤其是一种工业监测系统。

背景技术

传统的工业监测系统通常由数据采集子系统、数据传输子系统和数据分析子系统三个部分组成，其中各部分功能如下：

1.数据采集子系统负责在被监测体现场采集信息，由执行相关监测项目的传感器进行采集感知，主要用于实时监测相应的环境参数值、被监测体结构参数，是整个监测系统的感知层；

2.数据传输子系统负责将数据采集子系统所采集到的数据以相应的网络协议进行封装，并通过有线或无线链路发送给服务器；

3.数据分析子系统对接收到的原始数据进行存储、归类、预处理以及融合处理，提供实时数据、历史数据的还原显示，并通过建立有效的数学模型对被监测体的相关监测内容进行评估分析，提供趋势报告等。

如图1所示，传统的工业监测系统采用“传感器——服务器——用户”三层结构，每个层面之间都实现了网络化。传感器采集的数据通过IP网络发送至服务器，服务器对接收到的数据进行存储、整理、归纳、分析和处理，用户通过网络访问服务器，对整个监测情况进行观察、回放以及做进一步的数据分析等操作。

传统的工业监测系统主要存在以下两个方面的缺陷：

首先，传感器使用相应的测量原理对某个或某些监测参数进行周期性采集，每个传感器以独立单元形式存在，各自均有各自的监测功能。比如：温湿度传感器、结构应力传感器、位移传感器等，同时北斗/GPS卫星定位接收器测量被监测体的位置信息，需要安装多个不同的传感器和北斗/GPS接收器，这样导致重复安装施工，增大设备维护量；

其次，传统的系统架构仅适合于网络状况较好的局域网或是小范围的广域网范围使用，如果被监测体分布较广（比如全国乃至全球范围），就会因为互联网的不稳定而导致数据丢失、数据传输延迟较大等情况，特别是在对传感器进行反向发布控制命令时，网络不通畅会带来严重的后果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于多功能采集装置和工业云的工业监测系统，多功能采集装置集多种传感器、卫星定位接收器为一体，具备多种监测手段，采用工业云进行更稳定地更快地进行数据传输，形成完整的工业监测体系，适合在互联网范围内规模化应用；本发明采用的技术方案是：

一种基于多功能采集装置和工业云的工业监测系统，至少包括：

数据采集子系统、数据传输子系统、工业云子系统；

数据采集子系统部署于被监测体现场，用于实时采集被检测体的状态参数、环境参数和位置信息这些数据；并通过数据传输子系统向工业云子系统发送；

工业云子系统利用分布式分发器将所接收的实时数据进行分发，并通过广域负载均衡器提供广域负载均衡服务，以便数据采集子系统采集的数据仅需向距离多功能采集装置最近的分布式分发器发送。

进一步地，数据采集子系统包括一个或多个多功能采集装置；多功能采集装置用于实时采集被检测体的状态参数、环境参数和位置信息这些数据；

每个多功能采集装置包括一个卫星定位接收器模块、至少一种传感器模块以及一个信号调制解调器模块；卫星定位接收器模块和各传感器模块分别连接信号调制解调器模块；

卫星定位接收器模块用于获取被监测体位置信息；传感器模块用于感知被检测体的实时状态以及周围环境载荷，信号调制解调器模块用于将卫星定位接收器模块和传感器模块的输出信号转换成数字信号，并提供给数据传输系统。

进一步地，数据传输子系统包括数据传输模块、域名解析模块和传输网络；数据传输模块接收数据采集子系统采集的数据，并通过传输网络向工业云子系统发送；

域名解析模块用于在数据传输前，通过使用工业云子系统的广域负载均衡器提供的广域负载均衡服务，获取到距离一个多功能采集装置最近的分发器IP地址，以便数据传输模块将数据发往此分发器。

更进一步地，数据传输子系统中还包括加密模块，用于对需要传输的数据进行加密。

更进一步地，数据传输子系统中还包括压缩模块，用于对数据实施动态压缩。

进一步地，工业云子系统包括分布式分发器、虚拟加速网络、广域负载均衡器、中心服务器；

中心服务器用于工业监测数据的收集、整理以及存储，并作为工业监测系统的控制中心；

分布式分发器负责接收就近的多功能采集装置采集到的数据，并将所接收的实时数据分发给中心服务器；

虚拟加速网络主要由分布于国内各网络节点的服务器组成，位于分发器与中心服务器之间，用于保障各分发器与中心服务器之间的网络通信畅通；