基于多终端个人热点控制的工业设备的控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业设备的控制系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中的数控设备基本都是本地操作的模式，随着技术的发展以及数控加工设备的更新换代，设备的联网功能越来越重要，需要与外部交互的信息越来越多，其智能化程度也越来越高。常见的方案是在数控设备上安装专用的连网模块，缺点是专用于数控设备的联网模块通常价格高昂，同时与现有模块的集成度也不是太好，大批量改造的话会带来巨额的改造费用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了使数控加工设备更加智能化并扩展及延伸其可操控性与交互性，通过移动设备(如智能手机、平板电脑等，文中涉及到的“手机”都用来指移动设备)就可以完全来控制设备;并且无论加工设备在什么工作环境下，只要有了移动网络就能通过移动设备热点服务随时随地与云端服务器进行交互，通过这种方式，可以实现自动升级软件与固件，自动升级设备参数配置信息，自动检测设备故障，对可能出现的异常进行预警等。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种基于多终端个人热点控制的工业设备的控制系统，包括:安装于数控加工设备的控制器，用于与移动智能设备互连后将数控加工设备的数据发送给移动智能设备，并接受移动智能设备发送的控制指令;移动智能设备，用于通过无线方式与控制器连接，并且通过移动数据网络与云端服务器进行双向数据传输，通过App提供用户图形界面对数控加工设备进行控制操作并且对加工状态与加工视频或图像进行实时显示；云端服务器，用于通过互联网为数控加工设备提供数据服务。通过移动设备App软件来打开无线网络(Wifi ,Bluetooth，NFC等)，然后等待设备的连接，通过移动数据网络连接云端服务器，自动对软件、固件与设备参数配置信息版本等进行检测，判断是否需要自动或手动进行升级;通过手机来向加工设备发送各种命令进行控制，同时加工设备上的视频、图像、文字等加工信息会立刻反馈回来并显示在手机上。
[0005]作为本发明进一步的改进，所述的云端服务器具有认证模块，由所述的移动智能设备向云端服务器发送认证请求，根据认证结果为移动智能设备分配权限，不同权限对应不同的用户图形界面。
[0006]作为本发明进一步的改进，提交的认证信息包括已连接的控制器设备编号(即硬件唯一标识码)与移动智能设备通讯号码。
[0007]作为本发明进一步的改进，所述的云端服务器具有固件、软件版本检测模块，所述的云端服务器检测控制器与移动智能设备的固件、软件版本信息，并根据需要推送最新版本固件与软件更新。
[0008]作为本发明进一步的改进，所述的云端服务器具有加工参数模块，当移动智能设备连接时，推送最新版本的标准加工参数数据，并且收集存储当前加工参数。
[0009]作为本发明进一步的改进，所述的云端服务器具有论坛模块，当移动智能设备连接时，根据需要发布反馈信息或需求信息。
[0010]作为本发明进一步的改进，所述的移动智能设备包括具有联网功能的智能手环、智能手机、智能眼镜、平板电脑等。
[0011]作为本发明进一步的改进，所述的移动智能设备可以同时连接多个控制器并根据需要在各控制器之间切换。
[0012]根据本发明的另一方面，提供了一种基于多终端个人热点控制的工业设备的控制方法，包括如下步骤:
[0013]S1、当控制器检测到移动智能设备时进行自动连接，移动智能设备通过移动数据网络与云端服务器进行连接；
[0014]S2、云端服务器对移动智能设备与控制器进行固件、软件版本检测更新以及加工参数更新；
[0015]S3、安全身份认证，进行安全级别定义，不同级别对应不同的权限，不同权限对应不同的用户图形界面；
[0016]S4、通过移动智能设备进行加工设备的控制或监控。
[0017]作为本发明进一步的改进，在所述的步骤SI与S2中，通过扫描控制器软件界面中的二维码的方式来开启移动智能的无线网络与移动数据网络，并由云端服务器推送待安装或升级的固件与软件，以及其它加工所需的重要数据。
[0018]本发明有如下优势:通过移动设备作为加工设备的控制终端与通讯桥梁，移动设备是操作员的个人终端，随身携带，如智能手机，也可以是手环/手表/眼镜等智能设备;移动终端采用了不同的双向通讯方式，一个方向是移动终端与加工设备的连接，它采用的是Wifi(或Bluetooth，或NFC)，另一个方向是手机与云端服务器的通讯，它采用的是2G/3G/4G/或其它手机无线通讯网络，通过这个方式可以将移动终端(如智能手机)看成是一个网关，又可以看成是一个微型计算机;传统数控设备基于本地的操作，数据与经验被浪费，通过本发明，可以进行一种经验与数据的延伸，可以减少对操作员的培训，还可以让操作员与管理人员随时随地进行加工状态监控，一旦加工设备出现故障，移动终端(如智能手机)会自动接收预警;本发明是一种低成本的联网模式控制系统，云端服务器可以对加工设备进行远程管理与故障分析，同时智能移动设备也让加工设备的管理、操作与监控更加灵活、便捷与高效，它是数控设备在大数据时代的现代化改造，符合工业4.0的趋势。
【附图说明】
[0019]附图1所示为根据本发明的云平台架构拓扑图。
[0020]附图2所示为根据本发明的移动终端(以Android手机为例)与控制器信息交流示意图。
[0021]附图3为移动终端(以Android手机为例)与服务器信息交流示意图。
[0022]附图4所示为根据本发明的移动终端(以Android手机为例)程序执行流程图。
[0023]附图5所示为根据本发明的控制器程序执行流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0025]参见附图1至附图5所示，附图1所示为根据本发明的云平台架构拓扑图，附图2所示为根据本发明的移动终端与控制器信息交流示意图，附图3为移动终端与服务器信息交流示意图，附图4所示为根据本发明的移动终端程序执行流程图，附图5所示为根据本发明的控制器程序执行流程图。
[0026]根据本发明的控制系统分为三个模块:MecContro11 er控制器、智能移动终端(如智能手机)、云端服务器，通过智能移动终端(如智能手机)可以实现与多台工业设备的连接(设备1、设备2、设备3、设备4，......)。
[0027]MecControl Ier控制器(host端)通过智能移动终端(如智能手机)上的App来向云端服务器发送请求获得认证，认证需要提交的信息包括本控制器的设备编号与移动终端手机号码，其中设备编号可以通过读取硬件设备信息获得，手机号码由移动终端App自动获得，注:本host端程序是独立于控制器界面程序的后台进程，它将通过进程间消息传递的方式与界面程序进行交互。控制器端包括两个部分，即桥梁程序与界面程序:
[0028]桥梁程序通过Wifi模块自动搜索热点的SSID，并且连接上设备，之后根据手机发送的请求，返回结果数据到手机中；界面程序包括App下载的二维码和验证设备的二维码；有一个Wifi标志，能显示Wifi是否连接上;操作人员权限的界面，分为例如操作员、工程师和维护人员，不同的用户只能进入相应的界面。
[0029]控制器启动后进入登录界面，等待手机进行匹配认证，如果匹配通过，控制器会收到手机发来的反馈，允许进入用户权限相应的操作界面。界面上有Wifi连接功能模块，控制器的设备号构成的二维码，当host端程序检测到了手机Wifi热点后，自动尝试进行连接，成功连接该热点后马上与手机App的监听端口进行通讯，如果控制器未进行认证，则将自己的硬件编号与当前操作员编号发送给手机App以向云端服务器认证;认证通过后，则可以接收由手机App发送的控制命令，并可以将加工进度、状态信息、加工视频或图像等发送至手机App0
[0030]智能手机App客户端开启后会连接服务器检测更新并向服务器上传上次加工的重要配置文件数据，若有更新提示下载，否则显示选择操作界面，供用户选择是去社区逛逛(可选)，还是对控制器进行监控，选择之后会让用户进行账号登录。
[0031]参见附图2所示，App启动后，当用户在手机上选择监控加工设备并登录后，手机还会提示用户自动开启Wif i热点或手动开启Wif i热点，同时App程序需要开放一个端口号以与控制器程序进行通讯，在控制器上连接上手机的Wifi热点后，通过App除了可以向云端服务器进行认证外，还可以对控制器进行基本的控制操作与对加工状态进行实时的显示;通过提供一个简洁的界面可以完成控制器的认证过程，还可以控制加工设备的加工过程(开始加工、暂停、停止)，或可以实时显示加工设备的加工进度、状态与视频或图像;可以支持多个控制