一种工业设备的控制方法、系统及终端与流程

本发明属于物联网领域，尤其涉及一种工业设备的控制方法、系统及终端。

背景技术：

在制造业领域，将物联网及服务引入到制造业正迎来第四次工业革命，即工业4.0阶段。针对目前工业产能过剩，制造业采用“互联网+制造”的解决方案已成为大势所趋。工业设备制造企业也逐步将目光锁定在工业物联网(IIoT)领域，希望将所生产的设备连入物联网云平台，在工业云平台上能够直接处理和控制核心数据。由工业云平台提供强大的数据传输、存储和处理能力，帮助设备制造业企业收集和处理大量工业设备数据。将工业设备接入云平台实现远程监控、大数据处理及运用，也是增加工业设备产品附加值，实现设备制造企业效益提升的重要手段。

然而，不同应用领域的工业设备，具体的应用方式、结构设计、处理数据类型、数据采集方式、数据处理方式多样化，使得每种应用领域的工业设备具体的技术实现具有非常高的专业度、并且高度独立的。

比如空压机、发电机组、新能源汽车、水处理设备、消防安防设备、CNC/工业机器人等设备，有的设备存在自己的控制系统，能够对数据进行分析处理，或者还可以向设备发送控制指令，控制设备运行；有的设备不具备控制系统，不能进行功能扩展以及复杂的数据分析处理，只能向设备发送简单的机械指令，执行简单的逻辑运算。比如继电器控制装置或者PLC等。因此，现有技术中对于工业设备的应用方式、结构设计、处理数据类型、数据采集方式、数据处理方式多样化，目前的工业设备的控制器不能够有效的适应对不同设备的控制管理及接入物联网云平台。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工业设备的控制方法、系统和终端，以解决现有技术由于工业设备的多样化，工业设备的控制器不能够有效的适应对不同设备的控制管理及接入物联网云平台的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种工业设备的控制方法，所述方法包括：

控制终端根据预设的工业通讯协议，通过一个或者多个与工业设备接口相匹配的通信接口获取工业设备的数据；

控制终端在系统中运行与所述工业设备匹配的应用程序，对所述工业设备的数据进行监控和处理；

控制终端将所述应用程序的处理结果根据预设的通信方式传输至物联网云平台。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述方法还包括：

控制终端接收由控制终端用户发送的控制指令，和/或由物联网云平台根据预设的通信方式发送的控制指令；

控制终端将所述控制指令通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口发送至工业设备，控制工业设备运行。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，在所述控制终端根据预设的工业通讯协议，通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口获取工业设备的数据之前，所述方法还包括：

当采集的数据为模拟数据信号时，控制终端将所述模拟信号转换为数字数据信号，根据所述工业通信协议将所述数字数据信号进行格式转换。

第二方面，本发明实施例提供了一种工业设备的控制系统，所述系统包括：

数据获取单元，用于由控制终端根据预设的工业通讯协议，通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口获取工业设备的数据；

监控处理单元，用于由控制终端在系统中运行与所述工业设备匹配的应用程序，对所述工业设备的数据进行监控和处理；

数据传送单元，用于由控制终端将所述应用程序的处理结果根据预设的通信方式传输至物联网云平台。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述系统还包括：

控制指令接收单元，用于由控制终端接收由控制终端用户发送的控制指令，和/或由物联网云平台根据预设的通信方式发送的控制指令；

控制指令发送单元，用于由控制终端将所述控制指令通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口发送至工业设备，控制工业设备运行。

结合第二方面，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述系统还包括：

数据转换单元，用于当采集的数据为模拟数据信号时，由控制终端将所述模拟信号转换为数字数据信号，根据所述工业通信协议将所述数字数据信号进行格式转换。

第三方面，本发明实施例提供了一种工业设备的控制终端，所述控制终端包括控制处理模块、通信接口模块、数据收发处理模块、输入/输出模块、通信模块，其中：

所述通信接口模块包括一个或者多个与工业设备接口相匹配的通信接口，所述数据收发处理模块包括一个或者多个与通信接口相匹配的数据协议编解码芯片，所述通信接口与对应的所述数据协议编解码芯片相连；

所述数据收发处理模块与运行有与所述工业设备对应的应用程序的所述控制处理模块相连；

所述控制处理模块与所述输入/输出模块相连，所述输入/模块将控制指令通过输入/输出模块的输出接口发送至控制处理模块，输出由控制处理模块发出的数据信号；

所述控制处理模块所述与可连接至物联网云平台的通信模块相连。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能实现方式中，所述通信接口模块包括SPI接口、RS-232接口、RS-485接口、CAN接口、I²C接口、GPIO接口、UART接口中的一种或者多种。

结合第三方面，在第三方面的第二种可能实现方式中，所述工业设备的控制终端还包括环境传感模块，所述环境传感模块与所述控制处理模块相连，用于将所述工业设备的控制终端所处的环境数据发送给所述控制处理模块进行分析处理。

结合第三方面，在第三方面的第三种可能实现方式中，所述工业设备的控制终端还包括报警模块，所述报警模块与所述控制处理模块相连，所述控制处理模块检测所述通信接口模块采集的数据不符合要求时，或者检测所述环境传感模块采集的环境数据不符合要求时，发送报警指令至所述报警模块。

在本发明中，在所述控制终端中设置有一个或者多个与工业设备接口的协议相匹配的通信接口，通过所述通信接口可以获取工业设备的数据，并且在控制终端中的系统中运行与所述工业设备匹配的应用程序，根据所述应用程序对所述工业设备的数据进行监控处理，并且根据预设的通信方式，将处理结果传送至物联网云平台。由于本发明可以通过控制终端中的多个包括不同工业通讯协议的通信接口，并且在控制终端的系统中运行相应的应用程序，可适应不同工业设备的监控处理要求。并且通过控制终端可连接与物联网云平台，方便对多个工业设备的控制管理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的工业设备的控制终端的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的工业设备的控制方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的工业设备的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的目的在于提供一种工业设备的控制方法、系统和终端，以解决现有技术中由于工业设备的种类较多，各种工业设备应用方式、结构设计、处理数据类型、数据采集方式、数据处理方式多样化。现有技术为了实现对多个工业设备进行管理控制，往往需要对工业设备的通信接口进行调整，采用统一的通信接口获取多个工业设备的数据。但是这种对工业设备的通信接口进行调整的方式，需要对工业设备的接口进行更换，操作较为麻烦，而且增加了系统成本。下面结合附图对本发明作具体的说明。

图1示出了本发明实施例提供的工业设备的控制终端的结构示意图，详述如下：

本发明实施例所述工业设备的控制终端，包括：控制处理模块11、通信接口模块12、数据收发处理模块13、输入/输出模块14、通信模块15，其中：

所述通信接口模块12与所述数据收发处理模块12相连，通过所述通信接口模块可连接至外部的一个或者多个工业设备，作为控制终端1与工业设备间进行数据交互的通道。

所述通信接口模块12可以为串行通信协议接口，也可以为并行通信协议接口，优选串行通信接口，串行通信接口可以采用全双工方式和半双工方式。所述通信接口模块的种类可以包括SPI(英文全称为：Serial Peripheral Interface，中文全称为：串行外设接口)接口、RS-232C接口、RS-485接口、CAN(英文全称为：Controller Area Network，中文全称为：控制器局域网)接口、I²C(Inter－Integrated Circuit)接口、GPIO(英文全称为：General Purpose Input Output，中文全称为：通用输入/输出)接口、UART(英文全称为：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，中文全称为：通用异步收发传输器)接口。

所述通信接口模块的数据可以源于各个连接的工业设备上传感器采集的传输数据，也可以为其它设备或者终端采集的数据。

所述数据收发处理模块13，分别连接所述通信接口模块12和控制处理模块11。所述数据收发处理单元可根据预设的工业协议，采用并行或串行的数据传输方式，通过所述通信接口模块从工业设备上采集数据信号数据，也可以根据需要对采集到的数据进行处理，生成所述控制处理模块11能够识别的数字信号数据，并发送至数据收发处理模块。所述数据收发处理模块13也可以将控制处理模块11生成的控制指令，采用预设的数据通信协议进行数据编码或者解码通信。

所述数据通信协议，可以包括如使用RS-232C接口、RS-485接口时采用ModBus通讯协议，采用数字通讯接口为CAN接口时采用CAN总线协议，采用I²C总线接口时采用I²C协议，等等。所述数据收发处理模块可以为与通信接口对应的RS232芯片、RS485芯片、CAN芯片等。

所述输入/输出模块14与所述控制处理模块11相连，所述输入/输出模块可以为触控面板、鼠标、键盘、指示灯、按键、扬声器中的一种或者多种。通过设置触控面板，可通过触控面板的显示屏显示采集的数据名称、数据大小。并且还可以在系统中安装操作教程，供用户学习使用。所述触控面板的触摸屏可以接收用户触摸操作，同步显示用户操作过程，将所述操作指令发送至控制处理模块，生成相应的控制指令。

所述操作指令为触摸屏上的数字坐标。触摸屏可以采用压力传感触摸屏、电阻触摸屏、电容触摸屏等；显示屏可以为LCD显示屏或LED显示屏。

所述控制处理模块11，可以采用安卓内核作为核心操作系统，分别连接数据收发处理模块13、输入/输出模块14、数据收发处理模块13。

所述控制处理模块11可用于发送工业设备数据采集指令，控制数据收发处理模块13从工业设备上采集数据，并获取控制终端的本地数据，对获得的工业数据或本地数据进行实时的监控，以及对获得的工业数据、本地数据进行分析处理。

所述控制处理模块11可通过通信模块15与物联网云平台相连。控制处理模块将获取的数据、以及分析处理的结果通过所述通信模块15发送至物联网云平台。

所述输入/输出模块14中可以包括触控面板，通过所述触控面析获取用户的操作坐标信息，由所述控制处理模块11生成相应的控制指令，将所述控制指令通过所述通信接口模块12发送至工业设备，实现控制终端对工业设备的控制功能。

所述控制终端的本地数据可以包括：通过与控制处理模块外围相接的麦克风、GPS定位模块、摄像头、传感器分别获取得到的音频、经纬度、视频、温度、光强等数据。

所述控制处理模块11根据不同的通讯接口、通过预设的数据通讯协议实现控制处理模块和与数据收发处理模块之间的数据通讯，控制处理模块与其它模块之间可以通过并行或串行的数据传输通信方式。

所述控制处理模块11，还用于提供基于Android系统的SDK软件工具包，提供用户调用相关函数，实现功能扩展，如对获取得到的工业数据、本地数据的分析与处理功能。(数据分析与处理功能：用户可根据需要对工业数据进行统计、使用各类分析工具进行分析处理等)，从而可以方便用户开发功能更为丰富的应用程序。

在本发明中，所述控制处理模块可以为基于android系统的处理器芯片，即安卓芯片。譬如MTK6582芯片等。

所述通信模块15可以为有线通信或者无线通信，从而实现控制终端与物联网云平台之间的数据通讯，所述通信模块15可以为2G通信、3G通信、4G通信等数字移动通信方式、或者采用以太网通信方式。

作为本发明实施例进一步优选的实施方式，所述控制终端还可包括蓝牙模块，WIFI通信模块。从而方便所述控制终端与其它设备进行通信。

另外，所述控制终端还可包括报警模块，所述报警模块可以包括蜂鸣器，也可以包括图像报警的显示器，或者还可以包括移动通信电路。所述控制处理模块11可以对本地数据进行监控，和/或采集的工业设备的数据进行监控比较，在发现异常时，比如检测到数据不符合要求时，发送报警信号。用户可以通过显示屏、蜂鸣器或者手机短信查看异常。

包括通信客户识别模块和处理器识别模块，所述通信客户识别模块和处理器识别模块分别连接所述控制处理模块；其中，通信客户识别模块用于给控制终端用户进行数字移动通信功能使用提供认证识别，便于移动通信运营商识别通信客户；处理器识别模块用于给控制终端用户进行控制终端识别，便于物联网云平台对控制终端的识别和数据集中管理。在本发明中所述通信客户识别模块为SIM卡；处理器识别模块可以为用于身份识别的ID芯片。

另外，本发明所述控制终端还可以包括：

调试接口，连接控制处理模块，用于给控制处理模块11中的Android系统进行调试、底层扩展和应用程序升级、更新，也可用于控制终端进行固件扩展或更新、升级时起调试作用。优选USB接口，也可以是其它的接口实现方式。

硬件按键模块，用于提供用户各类硬件按键控制功能，可根据需要进行自定义，如电源的开关按钮、呼叫按钮、SOS铵钮、系统复位按钮或者作控制调节按钮等。

(13)、指示灯模块，用于指示控制终端的各种状态，如电源指示灯、网络指示灯、设备指示灯、GPS指示灯、数据指示灯和辅助指示灯，可根据需要在Android系统应用层上进行自定义。

本发明在所述控制终端中设置有一个或者多个与工业设备接口的协议相匹配的通信接口，通过所述通信接口可以获取工业设备的数据，并且在控制终端中的系统中运行与所述工业设备匹配的应用程序，根据所述应用程序对所述工业设备的数据进行监控处理，并且根据预设的通信方式，将处理结果传送至物联网云平台。由于本发明可以通过控制终端中的多个包括不同工业通讯协议的通信接口，并且在控制终端的系统中运行相应的应用程序，可适应不同工业设备的监控处理要求。并且通过控制终端可连接与物联网云平台，方便对多个工业设备的控制管理。

图2示出了本发明实施例提供的基于图1所述工业设备的控制终端的，工业设备的控制方法的实现流程，详述如下：

在步骤S201中，控制终端根据预设的工业通讯协议，通过一个或者多个与工业设备接口相匹配的通信接口获取工业设备的数据；

在步骤S202中，控制终端在系统中运行与所述工业设备匹配的应用程序，对所述工业设备的数据进行监控和处理；

在步骤S203中，控制终端将所述应用程序的处理结果根据预设的通信方式传输至物联网云平台。

优选的实施方式中，所述方法还包括：

控制终端接收由控制终端用户发送的控制指令，和/或由物联网云平台根据预设的通信方式发送的控制指令；

控制终端将所述控制指令通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口发送至工业设备，控制工业设备运行。

另外，在所述控制终端根据预设的工业通讯协议，通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口获取工业设备的数据之前，所述方法还可包括：

当采集的数据为模拟数据信号时，控制终端将所述模拟信号转换为数字数据信号，根据所述工业通信协议将所述数字数据信号进行格式转换。

图3为本发明实施例提供的工业设备的控制系统的结构示意图，所述工业设备的控制系统包括：

数据获取单元301，用于由控制终端根据预设的工业通讯协议，通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口获取工业设备的数据；

监控处理单元302，用于由控制终端在系统中运行与所述工业设备匹配的应用程序，对所述工业设备的数据进行监控和处理；

数据传送单元303，用于由控制终端将所述应用程序的处理结果根据预设的通信方式传输至物联网云平台。

优选的，所述系统还包括：

控制指令接收单元，用于由控制终端接收由控制终端用户发送的控制指令，和/或由物联网云平台根据预设的通信方式发送的控制指令；

控制指令发送单元，用于由控制终端将所述控制指令通过一个或者多个与工业设备接口相应的通信接口发送至工业设备，控制工业设备运行。

另外，所述系统还可包括：

数据转换单元，用于当采集的数据为模拟数据信号时，由控制终端将所述模拟信号转换为数字数据信号，根据所述工业通信协议将所述数字数据信号进行格式转换。

图2所述工业设备的控制方法、图3所述的工业设备的控制系统与图1所述工业设备的控制终端相对应，在此不作过多重复描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。