基于物联网的产品制造过程数据感知与归集系统及方法与流程

1.本发明涉及数字化制造技术领域，特别涉及一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集系统及方法。


背景技术：

2.航天生产过程中，产品实物、工装工具、设备设施等的状态、位置等信息对于生产的精细化管理极为重要，由于上述信息的多样性、复杂性，同时缺乏对这些实物信息及时采集的技术，导致实物信息难以迅速纳入信息系统管理，因此需要突破物联技术在航天生产现场的实际应用，为实现实物状态与环境信息的及时采集探索新的途径。
3.以rfid标签对产品实物进行标识，采用rfid定位技术和传感器识别技术，利用时间、空间对产品、设备、物料、人员、环境的信息进行组织，形成制造数据链，从而能够对产品制造过程进行多个维度的描述，能够解决航天质量管控中的要求。同时，产品、设备、物料、人员、环境采用不同的方法进行识别，实现异构数据的统一管理，对生产过程、关键设备、异常事件进行实时监视和控制，完成各生产环节的整合与优化。各类要素的信息的识别采用不同的智能化算法，各类信息实现融合判别的方法具有一定创新性。
4.在离散制造车间，大量存储生产要素信息的rfid标签在各个工位之间流转，代表着一个具体的产品在生产工位之间流转，但是仅仅利用传感器识别rfid的标识信息，并不能将生产过程中的数据与产品相关联起来，生产数据需要大量的人为维护，数据采集不及时不准确，当出现质量归零或者质量复查的情况时，数据之间缺少必要的关联。
5.目前，车间数据管理主要面临以下几个问题：
6.(1)离散制造车间现场数据种类繁多、数据量大
7.车间是各类生产资源和生产者的聚集地，是各种信息交汇的场所。如此多的信息混杂在一起，必然会因数据种类繁多及数据量大导致生产过程数据管理复杂度高，这样会严重影响生产计划的有效执行。
8.(2)制造数据状态复杂，采集困难
9.目前，离散制造车间生产过程的数据主要依靠人工采集和管理，通过在生产过程中记录下一些必要的生产信息，并按生产计划传递给下一环节，直至产品最终完工。然而，在生产过程中，有些制造数据状态极其复杂多变，按照传统的采集方法无法满足采集要求，因此一些重要的生产信息很难及时记录下来。实时状态数据的采集就成了离散制造车间生产的一个较大的难题。
10.(3)车间现场制造数据缺乏完整的统计分析
11.传统的离散制造车间数据管理体系中，车间管理人员需要耗费较多的时间在数据的统计分析上，且这些数据存在准确性和实时性明显不足的缺点。这样管理层无法及时地了解现场的加工情况和资源情况，延误了生产计划的安排，导致整个生产效率的低下。
12.(4)制造数据利用率低
13.在离散制造车间内，产品制造过程复杂，产生的制造数据量庞大。然而，车间工作
人员往往仅记录制造数据，忽略了对各类制造数据的增值处理，未能从大量数据中提取出管理层感兴趣的事件信息，使得获取的大量制造数据失去应用价值。从处理后的制造数据中获取有价值的生产过程信息能够有效提升制造车间的管理水平，促进离散制造过程智能化感知的实现。


技术实现要素：

14.本发明针对产品制造过程的许多事件需要通过人为辨认和识别，存在错漏的风险等问题，如物料出入工位、物料齐套性检查、生产过程流转等事件，为实现对物料位置变化、信息变化等事件进行识别，提出了一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集系统及方法。
15.本发明提出一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集系统，包括：rfid标签管理模块、rfid标签感知模块、rfid事件管理模块、生产过程数据清洗模块和生产过程数据归集模块；
16.所述rfid标签管理模块对车间现场的各类对象对应的rfid标签赋予唯一的标签信息；
17.所述rfid标签感知模块被部署在车间现场空间内，在所述对象进入所述rfid标签感知模块对应的车间现场空间时，感知所述对象的标签信息并采集对象的生产过程数据；
18.所述rfid事件管理模块基于所述生产过程数据确定所述对象的动作或状态进而确定发生事件，根据事件的触发时间和空间位置对生产过程中采集的事件数据进行分类以确定事件类型，并对事件以逻辑关系进行组合以确定复杂事件；
19.所述生产过程数据清洗模块对分类和组合之后的事件数据进行去重、纠错处理；
20.所述生产过程数据归集模块将去重、纠错之后的事件数据进行归集建立事件数据库。
21.进一步的，所述rfid标签管理模块对车间现场的各类对象对应的rfid标签赋予唯一的标签信息，具体包括：所述标签信息包括对象实物类型、实物编码、序列号、生产过程数据。
22.进一步的，所述rfid标签感知模块包括超高频无源rfid电子标签、多通道读写器和定向圆极化天线，所述多通道读写器通过所述定向圆极化天线向所述超高频无源rfid电子标签发送信号激发超高频无源rfid电子标签，所述超高频无源rfid电子标签将信号发送给所述定向圆极化天线，由所述定向圆极化天线转发给所述多通道读写器进行读写处理。
23.进一步的，所述rfid事件管理模块根据事件的触发时间和空间位置对生成过程中采集的事件数据进行分类以确定事件类型，所述事件类型具体包括：
24.存在事件：如果某时刻所述对象的rfid标签存在于车间现场空间的rfid标签感知模块的某读写器的监控区域内时，则此时的事件类型为存在事件；
25.进入事件：如果某时刻所述对象的rfid标签进入车间现场空间的rfid标签感知模块的某读写器的监控区域内时，并且在此时刻之前车间现场空间的该rfid标签感知模块的该读写器没有读到该对象的rfid标签，则此时的事件类型为进入事件；
26.离开事件：如果某时刻所述对象的rfid标签离开车间现场空间的rfid标签感知模块的某读写器的监控区域内时，则此时的事件类型为离开事件；
27.集合事件：表示某时刻车间现场空间的rfid标签感知模块(1)的读写器感知到的某种对象类型的rfid标签的总数量；
28.停留事件：表示对象的rfid标签单次停留在车间现场空间的rfid标签感知模块的某读写器的监控区域内的过程，包括所述对象的rfid标签进入所述监控区域的时刻和离开所述监控区域的时刻；
29.重现事件：表示对象的rfid标签离开车间现场空间的rfid标签感知模块的某读写器的监控区域后再次进入该rfid标签感知模块(1)的某读写器的监控区域的过程，包括所述对象的rfid标签离开所述监控区域的时刻和再次进入所述监控区域的时刻。
30.进一步的，所述rfid事件管理模块对事件以逻辑关系进行组合以确定复杂事件，进一步包括：所述复杂事件由包括存在事件、进入事件、离开事件、集合事件、停留事件在内的多个子事件以逻辑关系组合构成；复杂事件的开始时间为第一个子事件的开始时间，结束时间为最后一个子事件的结束时间。
31.进一步的，所述复杂事件的逻辑关系类型包括：
32.基于逻辑与构成的复杂事件：当不存在时间约束时，所有指定类型的子事件都发生时，则复杂事件发生；当存在时间约束时，在规定时间段内所有指定类型的子事件都发生时，则复杂事件发生；
33.基于逻辑或构成的复杂事件：如果多个指定类型的子事件中的某一个或几个子事件在同一时间段内发生，则复杂事件发生；
34.基于逻辑非构成的复杂事件：如果一个或多个指定类型的子事件中的某一个或几个子事件在同一时间段内不发生，则复杂事件发生；
35.基于顺序关系构成的复杂事件：如果一个或多个指定类型的子事件在同一时间段内以规定的顺序先后发生，则复杂事件发生；
36.基于条件相等关系构成的复杂事件：如果一个或多个指定类型的子事件同时发生和同时结束，则复杂事件发生。
37.进一步的，所述生产过程数据清洗模块对分类和组合之后的事件数据进行去重处理，具体包括：
38.去除在对象的rfid标签在rfid标签感知模块的读写器的感知范围内停留所产生重复读取的数据信息；
39.对所述读写器获取的rfid标签数据信息按照标签编号和时间戳信息对所述数据信息进行升序排列形成队列，将队列中第一个和最后一个数据放入存储列表，比较时间窗口内同一个rfid标签数据的时间戳差值，判断该差值是否超过了滞留阈值，若是则判定对应的rfid标签数据重复，则只保留第一个时间戳和最后一个时间戳信息，将中间的数据删除。
40.进一步的，所述生产过程数据清洗模块对分类和组合之后的事件数据进行纠错处理，具体包括：
41.去除所述rfid标签感知模块的读写器产生的不在该读写器感知范围内的对象的rfid标签的数据信息；
42.判断所述读写器获取的rfid标签数据信息，如果该rfid标签所对应的对象不是被放置在该读写器感知范围内的，则去除该rfid标签数据信息。
43.进一步的，所述rfid标签感知模块被部署在车间现场空间的具体方式包括：
44.对车间现场空间离散化为有限数量单位立方体，建立坐标系为所述单位立方体分配坐标，
45.当所述单位立方体属于金属遮挡物时，不在所述单位立方体内设置rfid标签感知模块的读写器；
46.当所述单位立方体属于监控区域时，在所述立方体内设置rfid标签感知模块的读写器和对象的rfid标签；
47.当所述单位立方体不属于金属遮挡物且不需要被感知时，不在所述单位立方体内设置rfid标签感知模块的读写器。
48.本发明还提出一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集方法，包括；对车间现场的各类对象对应的rfid标签赋予唯一的标签信息；在所述对象进入相应车间现场空间时，感知所述对象的标签信息并采集对象的生产过程数据；基于所述生产过程数据确定所述对象的动作或状态进而确定发生事件，根据事件的触发时间和空间位置对生产过程中采集的事件数据进行分类以确定事件类型，并对事件以逻辑关系进行组合以确定复杂事件；对分类和组合之后的事件数据进行去重、纠错处理；将去重、纠错之后的事件数据进行归集建立事件数据库。
49.本发明通过实时监控产品制造过程中产生的物料出入工位、物料齐套性检查、生产过程流转等事件，通过事件的发生事件、发生地点对制造过程的数据进行切割，实现对实物制造过程中的数据进行归集和清洗，从而实现高效率的产品制造过程数据采集，并为后续的质量数据分析奠定基础。
附图说明
50.图1是本发明目标空间离散化处理示意图；
51.图2是本发明事件时间关系示意图；
52.图3是本发明多层级的rfid复杂事件处理框架图；
53.图4是本发明单数据源冗余清洗流程图。
具体实施方式
54.本发明提出一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集系统及方法。
55.一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集系统包括：rfid标签管理模块、rfid标签感知模块、rfid事件管理模块、生产过程数据清洗模块和生产过程数据归集模块；
56.所述rfid标签管理模块对车间现场的各类对象对应的rfid标签赋予唯一的标签信息；
57.所述rfid标签感知模块被部署在车间现场空间，在所述对象进入相应车间现场空间时，感知所述对象的标签信息并采集对象的生产过程数据；
58.所述rfid事件管理模块基于所述生产过程数据确定所述对象的动作或状态进而确定发生事件，根据事件的触发时间和空间位置对生产过程中采集的事件数据进行分类以确定事件类型，并对事件以逻辑关系进行组合以确定复杂事件；
59.所述生产过程数据清洗模块对分类和组合之后的事件数据进行去重、纠错处理；
60.所述生产过程数据归集模块将去重、纠错之后的事件数据进行归集建立事件数据库。数据库中记录rfid标签所标记的对象与物料出入工位起止时间、物料齐套性检查结果、生产过程流转路径等事件的对应关系等。
61.具体的，针对产品制造过程的许多事件需要通过人为辨认和识别，存在错漏的风险等问题，如物料出入工位、物料齐套性检查、生产过程流转等事件，为实现通过rfid标签的位置变化、信息变化等事件进行识别，本发明提出了一种基于物联网的产品制造过程数据智能感知与归集方法和系统。
62.本发明首先采用rfid标签将产品制造过程中所需要的物料按照种类分开并与物料实物本身进行绑定，将rfid标签存储的数字编码是物料制造过程中的唯一身份标识。过在生产现场部署rfid无线传感装置，获取与物料绑定的rfid标签信息，通过物料上rfid标签的组合情况，结合rfid标签的感知功能的信息实时性，能够快速判断出生产现场各类事件的情况。本发明系统通过实时监控产品制造过程中产生的物料出入工位、物料齐套性检查、生产过程流转等事件，通过事件的发生事件、发生地点对制造过程的数据进行切割，实现对实物制造过程中的数据进行归集和清洗，从而实现高效率的产品制造过程数据采集，并为后续的质量数据分析奠定基础。
63.本发明是通过以下方式实现的：一种基于物联网的产品制造过程数据智能感知与归集系统，该系统包括rfid标签管理模块、rfid标签感知模块、rfid事件管理模块、生产过程数据清洗模块和生产过程数据归集模块。
64.rfid标签管理模块用于提供金属产品、非金属产品、工装产品、刀具、量具、设备仪器、原材料、元器件以及人员等对象的唯一标识。rfid标识模块一般包括实物类型、实物固有编码、序列号、生产过程数据和关键关联数据等相关信息。其中生产过程数据是在生产过程中产生和记录的数据，关键关联数据是指设计模型、工艺文件、历史质量问题、操作手册等在生产之前产生，随标签传递到生产现场的相关数据。rfid标签模块在各类产品在进入生产过程之前对产品进行标识。
65.rfid标签感知模块包括rfid标签、读写器和射频天线。为控制rfid硬件成本及提升rfid读写距离，在离散制造现场多选用超高频无源电子标签、多通道读写器和定向圆极化天线，以实现远距离信息交互。多通道读写器通过定向圆极化天线向超高频无源rfid电子标签发送电磁信号激发超高频无源rfid电子标签，超高频无源rfid电子标签将信号发送给定向圆极化天线，由定向圆极化天线转发给多通道读写器进行读写处理。同时，rfid感知模块需要集成其他机床、设备、温度、湿度、摄像设备等传感器。
66.rfid标签感知模块进行生产过程数据采集包括；在连续的布局空间部署rfid读写器时，读写器可放置在目标空间内的任意位置，使三维rfid网络布局问题建模和求解困难，因此首先对目标空间进行离散化处理，将空间离散为有限数量单位立方体，大幅降低了三维rfid优化布局建模和求解难度。如图1所示将各工位上长度l、宽度w、高度h的目标空间离散为若干个单位立方体b
xyz
，x、y、z为该立方体在直角坐标系坐标轴上的坐标，读写器或标签只能被放置于这些立方体内。
67.针对存在金属遮挡结构的目标空间，各立方体的b
xyz
有以下三种状态，如式(1)所示。其中金属障碍物域指车间内固定生产要素的集合，如工作台、大型金属工装等；监控域表示车间内可能出现rfid标签的单位立方体的集合，rfid标签并非在整个目标空间内运
动，选择合理的监控域将避免读写器资源的浪费。b
xyz
为各单位立方体的标志数据，表明该立方体的状态属性，并存储于分配给各单位立方体的内存空间中。
[0068][0069]
当b
xyz
＝0时，表明该单位立方体属于金属障碍物，当b
xyz
＝1时，表明该单位立方体属于监控域，即rfid标签可能运动至该单位立方体，需处于至少一个读写器的感知范围内，当b
xyz
＝2时，表明该立方体不属于金属障碍物且不需要被读写器感知。若某读写器与某b
xyz
＝1的单位立方体之间存在b
xyz
＝0的障碍物，则该b
xyz
＝1的单位立方体无法被该读写器感知。
[0070]
rfid事件管理模块：rfid事件为系统运行过程中，由系统时钟触发rfid读写或定位事件，事件触发之后再系统中某次活动的记录，包括事物的状态及事物间的属性关系，为了方便计算机系统进行处理和表达，也可将事件定义为“状态的一次有意义的改变”。在离散制造过程中，存在许多与rfid标签相关的事件，一般包括物料出入工位、物料齐套性检查、生产过程流转等。rfid事件按照粒度从小到大可划分为rfid标签读取事件、rfid简单事件和rfid复杂事件。rfid事件管理模块实现对不同事件的处理。
[0071]
1)rfid标签读取事件
[0072]
标签读取事件是最原始的rfid事件，指某一时刻读写器感知到标签所获得的rfid数据。标签读取事件具有原子性，即事件只存在两种状态：事件完全发生和事件没有发生；同时，标签读取事件具有瞬时性，即事件的发生时间等于结束时间。标签读取事件本质上为rfid原始数据，其表达形式与rfid原始数据形式一致，可用＜epc,reader_id,timestamp＞表示，其中epc是rfid标签的唯一标识码，reader_id表明产生该标签读取事件的读写器编号，timestamp指该事件产生的时间。
[0073]
标签读取事件的产生方式是rfid读写器读取其感知范围内的标签信息，因此标签读取事件具有不准确性、海量性、关联性等特征，需对这些标签读取事件进行预处理以获得rfid简单事件。
[0074]
2)rfid简单事件
[0075]
简单事件是反映标签标识对象的时空状态或制造状态变化的事件，其产生方式是由一个或多个标签读取事件提炼而得。简单事件的发生较为频繁，且事件蕴含的语义较为简单。将标签读取事件抽象为简单事件，能够有效屏蔽底层的流操作，为上层提供更高效简单的事件查询方式。在离散车间制造现场，存在的rfid简单事件模型可归纳为以下几种：
[0076]
存在事件(occurrence event，oe)：用于表示在某个时刻标签存在于读写器监控区域内，可记为oe＜e,r,t＞，其中e代表标签，r代表读写器，t为某个时刻，描述了标签在某个时刻的实时空间状态。存在事件的获取方式是通过对标签读取事件进行筛选和过滤操作，筛选其中用户感兴趣的标签读取事件，并过滤由于多个读写器覆盖相同区域产生的重复标签读取事件。
[0077]
进入事件(arrive event，ae)：表示标签进入某个读写器的监控区域内，记为ae＜e,r,t＞，其中t指标签进入该读写器监控区域的时间。当标签持续停留在某读写器的覆盖区域时，将产生大量的存在事件，而大部分存在事件属于无用信息，用户往往只关注标签进
入和离开读写器监控区域这两个时刻的事件。
[0078]
离开事件(delete event，de)：表示在某个时刻标签离开某读写器的监控区域，不能再被该读写器感知到，其表达形式为de＜e,r,t＞，t指标签离开读写器监控区域的时间。
[0079]
集合事件(collection event，ce)：表示在某个时刻读写器感知到的某种类型标签的总数，可记为ce＜es,r,t＞(es.type＝"t")，其中es指标签集合，es.size指集合的标签数量，es.type定义了ce的属性约束，如es.type＝"tools"，表示标签类别为工具。
[0080]
停留事件(stay event，se)：表示标签单次停留在某读写器监控区域的过程，其表达形式为se＜e,r,ts,te＞，其中ts和te分别指标签e进入和离开读写器r的时刻。停留事件se来源于进入事件ae＜e,r,ts＞和离开事件de＜e,r,te＞。与其他简单事件相比，se使用频繁，可帮助用户有效了解标签标识对象在某段时间内的状态。
[0081]
重现事件(recurrence event，re)：指rfid标签在某读写器监控区域消失到重新出现的过程，其表达形式为re＜e,r,te,ts＞，te为标签e在读写器r监控区域消失的时间，ts为标签e在读写器r监控区域重新出现的时间。
[0082]
简单事件来源于标签读取事件，但语义高于标签读取事件，标签读取事件没有实际的语义，而简单事件则具备简单的语义信息，可作为复杂事件处理的输入数据。简单事件中的oe、ae、de均为瞬时事件，se和re为非瞬时事件。
[0083]
3)rfid复杂事件
[0084]
参考图3，复杂事件由多个简单事件或复杂事件组合获得，反映了符合某种特定规则的事件。组成复杂事件的成分事件称为子事件，不同的子事件并非相互独立，往往存在着时间关系、层次关系和因果关系。运用与实际业务逻辑相关的复杂事件运算符可描述子事件之间的关系，并推理得出语义层级较高的复杂事件，以帮助用户有效获取所需的数据信息。
[0085]
由于各类瞬时事件都可看作开始时间与结束时间相等的非瞬时事件，即可认为rfid事件均发生于某时间区间内，因此rfid事件间存在时间拓扑关系。
[0086]
参考图2，事件实例x的开始时刻记为x.ts，结束时刻记为x.te，事件实例y的开始时刻记为y.ts，结束时刻记为y.te。dur(x)＝x.te-x.ts代表x的持续时间，dur(y)＝y.te-y.ts代表y的持续时间，distance(x,y)表示事件x和事件y结束时间的间隔，interval(x,y)为事件x开始到事件y结束的时间区间。若x.te＜y.ts，则事件x发生在事件y之前，记为x before y；若x.te＝yt.s，则说明事件x结束同时事件y开始，记为x meet y；若x.te＞y.ts＞x.ts，则事件y在事件x结束之前就开始了，记为x overlaps y。
[0087]
各子事件之间不仅存在时间拓扑关系，且具有一定的逻辑关系。为更清晰地描述事件之间的关联关系，生成相应的复杂事件，结合离散车间制造现场的实际业务，本发明定义了以下复杂事件运算符：
[0088]
逻辑与(and)，可用符号∧表示，形式为and(e1,e2,e3,...)或e1∧e2∧e3∧...，其中e1、e2、e3等为组成复杂事件的子事件，表示所有子事件实例都发生时，复杂事件才发生，且子事件的发生不存在时间约束。若要求子事件在某个时间段内发生，则可用and(e1,e2,e3,...,t1',t2')描述，表示当所有子事件实例在t1'至t2'时间段都发生时，复杂事件才发生。
[0089]
逻辑或(or)，可用符号∨表示，形式为or(m,e1,e2,e3,...)或e1∨e2∨e3∨...，其
中m为正整数，m表示同时发生的子事件实例数量，表示e1、e2、e3等事件中的m个子事件实例发生，复杂事件就发生。
[0090]
逻辑非(not)，可用符号！表示，形式为not(e1)或！e，表示子事件e1不发生，则复杂事件发生。逻辑非一般于其他操作符组合使用，如and(not(e1),e2)，表示e1不发生且e2发生，则复杂事件发生。
[0091]
顺序(seq)，形式为seq(e1,e2,e3,...)，当子事件e1、e2、e3等依次满足e1在e2之前，e1遇到e2，或e1覆盖e2，e2在e3之前，e2遇到e3，或e2覆盖e3，时序关系时，则产生复杂事件，且复杂事件的开始时间为第一个子事件的开始时间，结束时间为最后一个子事件的结束时间。
[0092]
条件顺序(seq*)，形式为seq*(e1,n)，表示子事件e1发生n次，则复杂事件发生。seq*是一种特殊的seq，即当seq(e1,e2,e3,...)中的所有子事件为同一事件时，其作用相当于seq*。
[0093]
相等(equ)，形式为equ(e1,e2,e3,...)，表示所有子事件同时开始和结束，则复杂事件发生，复杂事件的开始和结束时间分别为e1.ts和e1.te。
[0094]
时间约束(within)，形式为within(e1,t1',t2')，表示子事件e1在t1'至t2'时间段内发生，即e1.ts≥t1'且e1.te≤t2'时，则复杂事件发生。
[0095]
上述复杂事件运算符中，and、or、not为逻辑运算符，用于描述事件之间的逻辑关系，seq、seq*、equ和within为时间运算符，用于表达事件之间的时序关系。通过复杂事件运算符可将不同事件按照实际业务逻辑组合起来，生成具有应用价值的复杂事件，使离散制造过程智能感知的rfid数据所携带的隐含信息被有效挖掘，提高车间管理层的实时管理能力。
[0096]
生产过程数据清洗模块用于去除大量重复的、错误的、不正确的标签读取事件，将其提炼为有意义的简单事件，从而为复杂事件处理提供有效的输入事件。造成rfid标签读取事件不准确的原因可分为以下三类：
[0097]
1)漏读：指标签位于读写器覆盖范围内却未被感知的情况。当大量的rfid标签同时进入某个读写器感知范围时，由于标签重叠等特殊原因，可能导致读写器未与所有的标签建立通信，从而出现标签被漏读的情况。
[0098]
2)脏数据：指错误的rfid感知数据，标签并未处于某个读写器的感知范围内，却被该读写器读取到标签的信息。由于rfid读写器与标签之间通过无线电讯号通信，当读写器天线发射的无线电波遇到金属物体时，易发生信号反射，从而读到感知范围外的标签信息，产生了脏读数据。在实际应用中，rfid脏读情况发生的概率较低，脏数据量较少。去除这类数据的一个方法是：判断所述读写器获取的rfid标签数据信息，如果该rfid标签所对应的对象不是被放置在该读写器感知范围内的，则去除该rfid标签数据信息。
[0099]
3)多读：指rfid标签读取事件中存在冗余数据。当标签在读写器的感知范围内长时间停留时，读写器将重复读取该标签的数据信息，产生多条标签读取事件；在rfid读写器密集部署的应用场景下，读写器覆盖范围交叉的情况难以避免，当标签位于读写器覆盖范围交叉区域时，则多台读写器对同一标签信息进行采集产生了空间冗余数据。
[0100]
对该类冗余数据的清洗流程如图4所示，比较时间窗口内同一个rfid标签数据的时间戳差值，判断该差值是否超过了滞留阈值，若是则判定对应的rfid标签数据重复，则只
保留第一个时间戳和最后一个时间戳信息，将中间的数据删除，实现对rfid标签数据中的重复数据清洗。具体的，首先将需要去冗余的rfid原始数据拷贝至输入列表，并按标签编号和时间戳对数据进行升序排序，将排序后列表中第一个和最后一个数据放入存储列表。取输入列表中的第i-1,i,i+1个rfid数据，初始i＝2，比较第i-1,i,i+1个数据的标签编号值，若第i个数据的编号ei与第i-1个数据的编号e
i-1
不相等或ei与第i+1个数据的编号e
i+1
不相等，则将第i个数据加入存储列表。若ei、e
i-1
和e
i+1
相等，则判断各数据时间戳的差值大小，当第i个数据的产生时间与第i-1、i+1个数据的产生时间小于1秒时，则认为第i个数据为冗余数据。按照该方法，对输入列表中的每个数据进行判断，实现对输入数据中冗余数据的清洗。数据冗余清洗方法通过比较时间窗口内同个标签的时间戳差值，判断该标签是否是因长时间停留产生了冗余数据，若是则只保留第一个时间戳和最后一个时间戳信息，将中间的数据删除，大大减少了车间采集到的无用的冗余数据，降低了后续数据处理的复杂度。
[0101]
生产过程数据归集模块，通过rfid、uwb标签对配送小车、物料等车间生产物料对象进行标识，同时在车间现场部署对应的rfid、uwb读写设备，分别读取到rfid标签、uwb标签携带的数据信息，实现对生产现场对象的感知与互联，实时采集车间生产物流过程中产生的生产进程数据、工位物料消耗数据、设备运行数据、实时位置数据等，并进行分割和归集。
[0102]
基于上述系统，本发明还提出一种基于物联网的产品制造过程数据感知与归集方法，包括；对车间现场的各类对象对应的rfid标签赋予唯一的标签信息；在所述对象进入相应车间现场空间时，感知所述对象的标签信息并采集对象的生产过程数据；基于所述生产过程数据确定所述对象的动作或状态进而确定发生事件，根据事件的触发时间和空间位置对生产过程中采集的事件数据进行分类以确定事件类型，并对事件以逻辑关系进行组合以确定复杂事件；对分类和组合之后的事件数据进行去重、纠错处理；将去重、纠错之后的事件数据进行归集建立事件数据库。