一种基于物联网的工业设备控制系统的制作方法

本实用新型属于物联网领域，尤其涉及一种基于物联网的工业设备控制系统。

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，管理和控制成本较大。

技术实现要素：

本实用新型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，本实用新型提供了一种基于物联网的工业设备控制系统，所述系统包括一个或多个设备控制面板，与一个或者多个所述设备控制面板相连的终端控制装置，其中：

所述设备控制面板包括一个或者多个通信协议与工业设备接口相匹配的第一通信接口，根据所述第一通信接口采集的工业设备数据生成控制指令，或者根据所述第一通信接口接收终端控制装置发送的控制指令的第一控制处理模块；

所述终端控制装置包括第二通信接口、第二控制处理模块、指令输入模块，所述指令输入模块的指令输入端与所述第二控制处理模块的指令输入端相连，所述第二控制处理模块通过所述第二通信接口与所述设备控制面板相连，所述通信模块与所述第二控制处理模块相连。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述第一通信接口和/或第二通信接口的种类包括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。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述第一通信接口和/或第二通信接口包括标准接口和与所述标准接口相连的数据收发处理芯片。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述设备控制面板还包括身份标识模块，所述身份标识模块设置在所述第一控制处理模块，或者所述身份标识模块与所述第一控制处理模块相连。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述设备控制面板还包括环境传感模块，所述环境传感模块与对环境数据进行分析处理的所述第一控制处理模块相连。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述终端控制装置还包括环境传感模块，所述环境传感模块与对环境数据进行分析处理的所述第二控制处理模块相连。

结合第一方面的第四种可能实现方式，或者第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述环境传感模块包括GPS位置传感器、湿度传感器、温度传感器、光照强度传感器中的一种或者多种。

结合第一方面，在第一方面的第七种可能实现方式中，所述设备控制面板或终端控制装置还包括报警模块，所述报警模块的报警信号输入端与所述第一控制处理模块或第二控制处理模块相连的报警信号输出端相连。

结合第一方面，在第一方面的第八种可能实现方式中，所述通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、WIFI通信模块、以太网通信模块中的一种或者多种。

结合第一方面，在第一方面的第九种可能实现方式中，所述基于物联网的工业设备控制系统还包括调试接口，所述调试接口与所述第一控制处理模块和/或第二控制处理模块相连。

在本实用新型所述基于物联网的工业设备控制系统，包括一个或者多个设备控制面板和与设备控制面板相连的终端控制装置，所述设备控制面板包括一个或者多个通信协议与工业设备接口相匹配的第一通信接口，可连接至不同的工业设备，所述第一控制处理模块可对所述第一通信接口采集的工业设备进行自动处理，或发送至终端控制装置，由终端控制装置控制和多个设备控制面板所连接的工业设备，从而能够通过终端控制装置和设备控制面板完成多个有不同通信接口的工业设备的控制管理。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于物联网平台的工业设备控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型提供的设备控制面板的结构示意图；

图3是本实用新型提供的终端控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例的目的在于提供一种基于物联网的工业设备控制系统，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。下面结合附图对本实用新型作具体的说明。

图1、图2、图3示出了本实用新型实施例提供的基于物联网的工业设备控制系统的结构示意图，详述如下：

本实用新型实施例所述基于物联网的工业设备控制系统1，所述系统包括一个或多个设备控制面板11，与一个或者多个所述设备控制面板11相连的终端控制装置12，其中：

所述设备控制面板11包括一个或者多个通信协议与工业设备接口相匹配的第一通信接口111，根据所述第一通信接口111采集的工业设备数据生成控制指令，或者根据所述第一通信接口111接收终端控制装置12发送的控制指令的第一控制处理模块112；

所述终端控制装置12包括第二通信接口121、第二控制处理模块122、指令输入模块123和通信模块124，所述指令输入模块123的指令输入端与所述第二控制处理模块122的指令输入端相连，所述第二控制处理模块122通过所述第二通信接口121与所述设备控制面板11相连，所述通信模块124与所述第二控制处理模块122相连。

具体的，如图2所示，所述设备控制面板11可包括第一通信接口111和第一控制处理模块112，其中：

所述第一通信接口111可以为串行通信协议接口或者并行通信协议接口。可优先选用串行通信协议接口。串行通信协议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)接口中的一种或者多种。

在本实用新型中，所述第一通信接口111包括对不同通信协议进行数据收发的数据收发处理芯片，所述数据收发处理芯片与所述第一通信接口的通信协议相匹配。比如，当通信接口为RS-232通信接口时，所述数据收发处理芯片为RS232芯片。当通信接口为RS485接口时，所述数据收发处理芯片为RS485芯片。

所述第一控制处理模块112，与所述第一通信接口111相连。所述第一控制处理模块112可用于发送工业设备数据采集指令，控制数据收发处理芯片按照预定的通信协议传输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。

所述第一控制处理模块112可以为基于安卓系统的处理器芯片，比如MTK6582等。所述第一控制处理模块112可提供基于安卓系统的SDK软件工具包，使得用户可以调用相关函数，实现功能扩展，对获取的工业设备的数据、本地数据进行分析处理。

所述设备控制面板11可包括输入/输出模块113，所述输入/输出模块113中可以包括触控面板，通过所述触控面板获取用户的操作坐标信息，由所述第一控制处理模块112生成相应的控制指令，将所述控制指令通过所述第一通信接口111发送至工业设备，实现设备控制面板11对工业设备的控制功能。

当然，所述输入/输出设备还可包括指示灯、按键、蜂鸣器中的一种或者多种。

另外，所述设备控制面板还可包括脉冲宽度调制电路114或开关电路115，所述脉冲宽度调节电路114与所述第一控制处理模块112相连，由第一控制处理模块112输出控制信号至所述脉冲宽度调节电路114，生成相应的脉冲控制信号，用于控制电机等设备运行速度或者频率。

所述开关电路115可以为继电器，所述开关电路115与所述第一控制处理模块112相连，根据所述第一控制处理模块112的开关控制信号，可控制所述开关电路115的开关，从而实现对其它大电流电路或者设备的开闭控制。

当然，作为本实用新型进一步优化的实施方式，所述设备控制面板还包括环境传感模块116，所述环境传感模块116与对环境数据进行分析处理的所述第一控制处理模块112相连。优选的，所述环境传感模块可包括GPS位置传感器、湿度传感器、温度传感器、光照强度传感器中的一种或者多种。通过所述环境传感模块，可以获取设备控制面板的位置信息，所在场景的湿度、温度和光照强度等。可通过所述第一控制处理模块监测所述环境数据是否超出符合预定的要求，如果超出预定的要求时，可向报警模块，比如蜂鸣器、指示灯、显示器发出报警信号。

或者，本实用新型还可包括调试接口117，所述调试接口117与所述第一控制处理模块112相连。通过所述调试接口117，可用于给第一控制处理模块112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。

优选的实施方式中，所述设备控制面板还可包括身份标识模块118，所述身份标识模块118设置在所述第一控制处理模块，或者所述身份标识模块与所述第一控制处理模块相连。所述身份标识模块可以为设备控制面板的物理地址，也可以为设备控制面板中设置的SIM卡标识。

如图3所示，所述终端控制装置包括第二通信接口121、第二控制处理模块122、指令输入模块123、通信模块124，其中：

所述第二通信接口121可以为串行通信协议接口或者并行通信协议接口。可优先选用串行通信协议接口。串行通信协议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)接口中的一种或者多种。

在本实用新型中，所述第二通信接口121包括对不同通信协议进行数据收发的数据收发处理芯片，所述数据收发处理芯片与所述第一通信接口的通信协议相匹配。比如，当通信接口为RS-232通信接口时，所述数据收发处理芯片为RS232芯片。当通信接口为RS485接口时，所述数据收发处理芯片为RS485芯片。

所述第二控制处理模块122，与所述第二通信接口121相连。所述第一控制处理模块112可用于发送工业设备数据采集指令，控制数据收发处理芯片按照预定的通信协议传输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。

所述第一控制处理模块122可以为基于安卓系统的处理器芯片，比如MTK6582等。所述第一控制处理模块122可提供基于安卓系统的SDK软件工具包，使得用户可以调用相关函数，实现功能扩展，对获取的工业设备的数据、本地数据进行分析处理。

所述终端控制装置12可包括指令输入模块123，所述指令输入模块123中可以包括触控面板，通过所述触控面板获取用户的操作坐标信息，由所述第二控制处理模块12生成相应的控制指令，将所述控制指令通过所述第二通信接口121发送至设备控制面板，再进一步发送至工业设备，实现设备控制面板12对工业设备的控制功能。

当然，所述输入/输出设备还可包括指示灯、按键、蜂鸣器中的一种或者多种。

所述通信模块124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。

作为本实用新型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。

作为本实用新型进一步优化的实施方式，所述设备控制面板还包括环境传感模块125，所述环境传感模块125与对环境数据进行分析处理的所述第一控制处理模块122相连。优选的，所述环境传感模块可包括GPS位置传感器、湿度传感器、温度传感器、光照强度传感器中的一种或者多种。通过所述环境传感模块，可以获取设备控制面板的位置信息，所在场景的湿度、温度和光照强度等。可通过所述第一控制处理模块监测所述环境数据是否超出符合预定的要求，如果超出预定的要求时，可向报警模块126，比如蜂鸣器、指示灯、显示器发出报警信号。

或者，本实用新型还可包括调试接口127，所述调试接口127与所述第一控制处理模块122相连。通过所述调试接口127，可用于给第二控制处理模块122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。

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