[发明专利]一种数据采集系统、方法及电子设备

说明书

本发明揭示了一种数据采集系统、方法及电子设备，该数据采集系统包括：数据交换模块，南向采集模块，边缘计算模块及北向通信模块；边缘计算模块接收自数据交换模块转发的南向原始数据并采用预配置算法对南向原始数据加工以封装成响应数据交换模块的北向输出数据，数据交换模块逻辑上隔离向南向原始数据与北向输出数据，数据交换模块配置用于接收南向原始数据的第一UNIX域套接字接口及用于转发北向输出数据的第二UNIX域套接字接口。本发明实现了对北向数据流与南向数据流的解耦，降低了工业互联网对设备层中不同设备进行数据采集及汇总过程中的耦合性，使得整个数据采集系统对设备层不同设备具有很好的兼容性并降低云服务器的计算压力。

技术领域

本发明涉及工业互联网技术领域，尤其涉及一种数据采集系统、方法及电子设备。

背景技术

工业互联网中通常基于IoT架构(物联网系统)实现。基于IoT架构的工业互联网通常包括设备层、IoT网关及云层。设备层(也称为终端层)包括传感器用于测量实际数据、执行器用于执行相应的功能、收发器用于传输传感器的数据并接收执行器的指令。云层用于整个物联网系统的监控和管理，它与多个网关相连接，对收集和存储的数据进行分析。IoT网关则负责对设备层与云层之间的通信及对数据的转发。

传统的IoT架构中的IoT网关只能针对设备层中特定设备厂商的特定型号的设备予以部署，因此存在通用性不佳的技术缺陷。同时，基于IoT架构中仅形成北向数据流，因此直接导致云层的数据处理量及计算压力多大，且不利于设备层中终端设备的扩容增加。最后，现有技术中的IoT架构的工业互联网存在南向数据与北向数据耦合性较差的问题，并导致整个工业互联网的数据耦合性不理想。

有鉴于此，有必要对现有技术中的工业互联网中的数据采集系统及实现方法予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种数据采集系统、方法及电子设备，用以解决现有技术中基于IoT架构的工业互联网的灵活性，降低工业互联网的数据耦合性，实现对设备层不同设备的兼容性并降低云层的计算压力。

为实现上述目的之一，本发明提供了一种数据采集系统，包括：数据交换模块，南向采集模块，边缘计算模块及北向通信模块；所述边缘计算模块接收自数据交换模块转发的南向原始数据并采用预配置算法对南向原始数据加工以封装成响应数据交换模块的北向输出数据，所述数据交换模块逻辑上隔离向南向原始数据与北向输出数据，所述数据交换模块配置用于接收南向原始数据的第一UNIX域套接字接口及用于转发北向输出数据的第二UNIX域套接字接口。

作为本发明的进一步改进，所述数据交换模块包括逻辑上独立的消息客户端与VPN客户端；

所述消息客户端与北向通信模块采用北向通信协议相互通信，所述北向通信协议包括MQTT协议、OPC-UA协议或者SQL SERVER网络协议；

所述南向采集模块由若干独立的数据采集模块组成，所述数据采集模块独立采集设备层中不同设备的南向原始数据并为设备层中的设备加载和/或修改设备驱动及点位配置信息。

作为本发明的进一步改进，所述边缘计算模块包含的预配置算法用于对南向数据执行计算、建模、训练、统计、缓存或者数据脱敏中的一种或者几种处理。

作为本发明的进一步改进，所述南向采集模块配置用于向设备层中的设备加载设备驱动及点位配置信息的编程接口，所述数据交换模块配置与编程接口连接并与VPN客户端通信的第三UNIX域套接字接口。

作为本发明的进一步改进，所述数据交换模块还包括：存储装置，所述点位配置信息以点位配置表形式保存至存储装置，在设备层接入新的设备和/或设备层中的设备发生替换时，点位配置表被VPN客户端调用以通过编程接口写入数据采集模块和/或对数据采集模块中的点位配置表中的内容进行修改。

作为本发明的进一步改进，所述编程接口选自RS232、RS422、RS485或者RJ45；