[发明专利]边缘计算网关

说明书

一种边缘计算网关，协议采集模块采集各种设备的实时数据信息；边缘计算模块利用采集到的实时数据来训练神经网络算法模型，训练完成后将采集到的焊接机器人的某点的实时数据输入至算法模型，依次来判断该点为正常点或异常点，在为异常点时产生预测告警信息；输出控制模块在网关预测到严重告警信息时，输出控制命令对机器进行停机等操作；UI显示模块通过液晶屏显示采集到的实时数据和产生的预测告警信息；加工程序管理模块对设备的加工程序进行管理，通过ftp协议把加工程序从设备拷贝到网关或者从网关拷贝到设备；MQTT通讯模块采用MQTT协议与服务器通讯，把采集到的数据和告警信息发到服务器，接收服务器下发的配置指令。

技术领域

本发明涉及一种边缘计算网关，特别是涉及一种用于工业现场的边缘计算网关。

背景技术

现有的工业网关多为工业协议网关，例如把工业现场的机器设备通过某种协议采集到网关内，然后通过某种网络协议(比如MODBUS_TCP)上传到服务器，功能比较简单、单一，甚至对采集的数据包不做任何处理直接透传到服务器端，部分网关会做一定的数据解析，但功能也比较简单，一般都不支持直接对接主流物联网平台，无法满足当前工业互联网行业数据采集的需求，而且不支持边缘计算功能，无法在网关端对数据进行实时处理，以及根据处理结果实时对设备进行停机控制，如果把实时数据发送到服务器，然后服务器分析后再下发控制指令，会有数据延时，难以达到设备的实时控制，不利于保护设备与重要的加工产品。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的边缘计算网关。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种边缘计算网关，其特点在于，其包括协议采集模块、边缘计算模块、输出控制模块、UI显示模块、加工程序管理模块、MQTT通讯模块和数据库；

所述协议采集模块用于采集各种设备的实时数据信息，设备类型有PLC控制器、数控加工系统、焊接机器人、焊接机设备、以及各类仪表设备；

所述边缘计算模块用于利用采集到的正常焊接机器人的实时数据来训练神经网络算法模型，训练完成后，将采集到的焊接机器人的某点的实时数据输入至神经网络算法模型，依次来判断该点为正常点或异常点，在为异常点时产生预测告警信息；

所述输出控制模块用于在边缘计算网关预测到严重告警信息时，输出控制命令对机器进行停机等操作；

所述UI显示模块用于通过液晶屏显示采集到的实时数据和产生的预测告警信息；

所述加工程序管理模块用于对设备的加工程序进行管理，通过ftp协议把加工程序从设备拷贝到网关或者从网关拷贝到设备，并通过ftp通道把NC文件上传到服务器，服务器来进行工厂内所有设备加工程序的统一管理，并保存到数据库；

所述MQTT通讯模块用于采用MQTT协议与服务器进行通讯，并把采集到的数据和告警信息发送到服务器，以及接收服务器下发的配置指令，在与服务器网络连接断开时，将采集的实时数据存储到数据库内，待网络恢复后会自动续传给平台。

较佳地，所述边缘计算网关还包括运维管理模块，所述运维管理模块用于将关键操作记录至日志文件内。

较佳地，所述协议采集模块用于采集正常焊接机器人焊接过程中三维空间的焊接轨迹数据，焊接轨迹数据包括焊缝编号、TCP坐标值、焊接速度、焊接电流、焊接电压、送丝速度和气量值，TCP坐标值包括TCP-X、TCP-Y和TCP-Z坐标值；

所述边缘计算模块用于提取采集到的焊接轨迹数据中的TCP坐标值，将部分TCP坐标值代入神经网络算法中进行网络训练，其中TCP-X、TCP-Y和TCP-Z坐标值中的TCP-X、TCP-Y坐标值作为神经网络算法的输入、TCP-Z坐标值作为神经网络算法的输出，将剩下TCP坐标值代入神经网络算法中进行网络验证，并验证成功；