一种多通道边缘计算同步采集方法与流程

本发明涉及信号采集、数据处理及边缘计算应用。

背景技术：

1、在工业互联网发展日新月异的现在，对工业数据进行采集分析已经屡见不鲜，对于多种多样的工业数据，多采用工业网关读取相应的数据信息，通过现场的网络传递到网络的云平台，进行数据的处理和展示,爆发式增长的数据量远远超过了网络带宽的承受能力，一些工业现场应用对系统时延性能提出了很高的需求。

2、同时工业现场常常具有多路信号采集通道，在某些特定应用场合，控制系统需要获取相同时刻不同通道的信号,用于数据记录和实时处理，这就要求不同输入通道能够同时刻开始信号采样、同时刻输出采样结果。

3、如果所有的计算都在云端进行，在数据上传和数据下发都会受到网络的影响，同时云端服务本身的状态影响实时性。现有的网络时延逃不过物理距离的限制，数据交换终端间的距离越远，时延越高。而工业现场基本都是实时性应用，这就会发生如果异常不能及时发现处理，轻则造成生产损失、设备损坏，重则造成安全生产事故。这就要求工业现场具有一定的数据分析处理能力。

4、工业现场的数据在多个通道联合采样的过程中，需使用多个采集终端同时采集信号，这就造成局放检测复杂并可能导致检测不同步的现象，进而影响数据分析处理结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的目的在于提出一种多通道边缘计算同步采集方法，用于同步采集多个通道的数据，并能在本地进行必要的数据分析处理。

3、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种多通道边缘计算同步采集方法，包括：

4、据同步校时方法在采集系统与智能传感器之间进行校时，完成校时后同步传输数据；

5、通过所述采集系统将接收到的所述智能传感器发送的传感器数据并根据系统设置进行格式化处理；

6、依据数据处理模型对格式化后的传感器数据进行分析处理，排查数据异常情况，根据处理策略对所述数据异常情况采取应对措施。

7、另外，根据本发明上述实施例的一种多通道边缘计算同步采集方法还可以具有以下附加的技术特征：

8、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据同步校时方法在采集系统与智能传感器件之间进行校时，包括：

9、通过所述采集系统将当期时间戳数据t(a1)放入校时数据帧中，发送给所述智能传感器；

10、当所述智能传感器接收到校时数据帧后，先取得得当期时间戳数据t(b1)，放入校时数据帧中，在发送条件就绪后，再取得当期时间戳数据t(b2)，放入校时数据帧中，发送给采集系统；

11、当所述采集系统接收到校时数据帧后，先取得当期时间戳数据t(a2)，放入校时数据帧中，根据校时数据帧中的数据及公式△t＝(a2-a1-(b2-b1))/2,得出传输过程所消耗的时间△t，将△t放入校时数据帧中，在发送条件就绪后，再取得当期时间戳数据t(a3)，放入校时数据帧中，发送给所述智能传感器；

12、当所述智能传感器接收到校时数据帧后，先取得当期时间戳数据t(b3)，根据公式计算△t，合并校时数据帧中的采集系统时间戳t(a3)，取得当期时间戳数据t(b3)，计算出时间误差，校正所述智能传感器的当期时间。

13、进一步地，在本发明的一个实施例中，在根据同步校时方法在采集系统与智能传感器之间进行校时之前，还包括：

14、通过所述智能传感器定时发送带有时间戳的校验帧，当所述校验帧的时间戳与系统的时间戳相差大于误差极限时启动校时功能。

15、进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：

16、通过智能传感器在运行过程中定时发送时间校验数据帧，所述时间校验数据帧中数据为当期时间戳t(b0)；

17、当所述采集系统收到时间校验数据帧后，先取得当期时间戳数据t(a0),△t’＝a0-b0，将△t’与初始化校时中获得的△t比较，两者相差超过预定范围则需要重新校时。

18、进一步地，在本发明的一个实施例中，在依据数据处理模型对格式化后的传感器数据进行分析处理，排查数据异常情况，根据处理策略对所述数据异常情况采取应对措施之后，还包括：

19、对所述格式化后的传感器数据、所述数据异常情况、所述应对措施上传服务器进行数据备份；在遇到网络故障时，对相应数据本地存储，待通信恢复后继续上传备份。

20、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种多通道边缘计算同步采集装置，包括：

21、时间同步模块，用于根据同步校时方法在采集系统与智能传感器之间进行校时，完成校时后同步传输数据；

22、数据接收及格式化模块，用于通过所述采集系统将接收到的所述智能传感器发送的传感器数据并根据系统设置进行格式化处理；

23、边缘计算模块，用于依据数据处理模型对格式化后的传感器数据进行分析处理，排查数据异常情况，根据处理策略对所述数据异常情况采取应对措施。

24、进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括数据备忘模块，用于：

25、对所述格式化后的传感器数据、所述数据异常情况、所述应对措施上传服务器进行数据备份；在遇到网络故障时，对相应数据本地存储，待通信恢复后继续上传备份。

26、为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的多通道边缘计算同步采集方法。

27、为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的多通道边缘计算同步采集方法。

28、本发明实施例的多通道边缘计算同步采集方法，一方面提出了智能传感器与采集系统的时间同步技术，该方法有效的解决了工业现场的数据在多个通道联合采样的过程中，由于检测复杂导致检测不同步的现象。第二方面提出了数据格式化功能，该功能可以使采集系统适配不同的智能传感器，接收不同格式的数据信息，通过格式化功能处理成系统内部统一的数据格式进行分析存储。第三方面提出了边缘计算功能，由服务器下发数据处理模型及应对策略，可灵活适配不同场景，满足一定的现场实时处理需求以及危急情况下的应急处理需求。

技术特征：

1.一种多通道边缘计算同步采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述根据同步校时方法在采集系统与智能传感器件之间进行校时，包括：

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在根据同步校时方法在采集系统与智能传感器之间进行校时之前，还包括：

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，在依据数据处理模型对格式化后的传感器数据进行分析处理，排查数据异常情况，根据处理策略对所述数据异常情况采取应对措施之后，还包括：

6.一种多通道边缘计算同步采集装置，其特征在于，包括以下模块：

7.根据权利要求6的装置，其特征在于，还包括数据备忘模块，用于：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-5中任一所述的多通道边缘计算同步采集方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的多通道边缘计算同步采集方法。

技术总结
本发明提出一种多通道边缘计算同步采集方法,包括：根据同步校时方法在采集系统与智能传感器之间进行校时，完成校时后同步传输数据；通过采集系统将接收到的智能传感器发送的传感器数据并根据系统设置进行格式化处理；依据数据处理模型对格式化后的传感器数据进行分析处理，排查数据异常情况，根据处理策略对数据异常情况采取应对措施。本发明的提供的多通道边缘计算同步采集方法，能够同步采集多个通道的数据，并能在本地进行必要的数据分析处理，以便及时对数据异常做出反应处理。

技术研发人员：曹宏,李晓宇,徐丽敏
受保护的技术使用者：北京华控智加科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12