一种智能工业物联网系统的制作方法

1.本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种智能工业物联网系统。


背景技术：

2.工业物联网将具有感知、监控能力的各类采集传感器、控制传感器或控制器，以及移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程的各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。从应用形式上，工业物联网的应用具有实时性、自动化、嵌入式(软件)、安全性和信息互通互联等特点。
3.然而，实践发现，当前工业物联网的应用存在以下现状：
4.设备分布广、型号多、档案分散，信息无共享且依赖人工整理，管理困难；设备故障无法及时获取，人工成本和沟通成本较高，服务及时性较差；设备运行状态、安装位置、运行参数等数据无法及时监控收集分析，难易实现及时有效的监控；售后人员众多，无法及时安排售后人员且无法收集和考核售后人员的工作，加大了售后管理的难度；厂家会使用多种plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)产品，协议不同，导致数据采集困难。
5.可见，为了解决上述问题，提供一整套从设备数据采集和控制、云端服务器到应用平台的智能工业物联网系统显得尤为重要。


技术实现要素：

6.本发明实施例公开了一种智能工业物联网系统，能够实现数据远程监控、设备管理、维保售后、数据统计、故障报警以及远程诊断。
7.本发明实施例公开了一种智能工业物联网系统，所述系统包括：
8.所述智能工业物联网系统包括采集层、连接层以及平台层，所述采集层包括物联网终端设备集合及边缘计算平台，所述边缘计算平台包括边缘计算网关fbox；所述连接层包括终端连接平台及终端管理平台；所述平台层包括物联网平台，其中：
9.所述边缘计算网关fbox，用于连接所述物联网终端设备集合中的物联网终端设备且通过无线通信方式将来自所述物联网终端设备的物联网数据传输到所述终端连接平台；
10.所述终端连接平台，用于接收所述边缘计算网关fbox发送的物联网数据并存储，以及用于供所述物联网平台的访问人员访问其存储的数据和/或向所述物联网平台发送其存储的物联网数据以供所述物联网平台的访问人员访问；
11.所述终端管理平台，用于对接入所述智能工业物联网系统的运行终端进行管理并监控接入所述智能工业物联网系统的运行终端的运行状态。
12.作为一种可选的实施方式，所述物联网终端设备集合包括物联网人机接口hmi、物联网可编程逻辑控制器plc、物联网传感器、智能仪表以及物联网变频器中的至少一种；
13.其中，所述物联网终端设备集合包括的物联网终端设备，用于采集或接收已接入
所述智能工业物联网系统且与该物联网终端设备的采集类型相匹配的运行终端对应的物联网数据，并将采集到的物联网数据上报至所述边缘计算网关fbox，且所述运行终端对应的物联网数据包括所述运行终端监测到的数据和/或所述运行终端的实时状态数据。
14.作为一种可选的实施方式，所述边缘计算网关fbox中预先配置有数据上报触发条件；
15.其中，所述边缘计算网关fbox，还用于在通过无线通信方式将来自所述物联网终端设备的物联网数据传输到所述终端连接平台之前，判断来自所述物联网终端设备的物联网数据是否满足所述数据上报触发条件，当判断出满足所述数据上报触发条件时，执行所述的通过无线通信方式将来自所述物联网终端设备的物联网数据传输到所述终端连接平台的操作。
16.作为一种可选的实施方式，所述边缘计算网关fbox，还用于判断来自所述物联网终端设备的物联网数据是否包括目标标识或该物联网数据对应的安全隐私值是否高于预先设定的安全隐私阈值；当判断结果为否时，触发执行所述的判断来自所述物联网终端设备的物联网数据是否满足所述数据上报触发条件的操作。
17.作为一种可选的实施方式，所述边缘计算网关fbox，还用于当判断来自所述物联网终端设备的物联网数据包括所述目标标识或该物联网数据对应的安全隐私值高于所述预先设定的安全隐私阈值时，对该物联网数据执行本地存储操作、脱敏操作或数据提取操作；
18.其中，所述目标标识用于表示该物联网数据包括隐私数据；
19.所述脱敏操作用于从该物联网数据中提取除所述隐私数据之外的其它物联网数据；所述数据提取操作用于从该物联网数据中提取结果数据。
20.作为一种可选的实施方式，所述边缘计算网关fbox中还配置有本地告警触发条件；
21.其中，所述边缘计算网关fbox，还用于判断来自所述物联网终端设备的物联网数据是否满足该物联网数据对应的本地告警触发条件，当判断结果为是时，控制该物联网终端设备和/或上报该物联网数据的运行终端发出预警提示。
22.作为一种可选的实施方式，所述无线通信方式包括2g、3g、4g、5g、以太网以及wifi中的任意一种；
23.其中，所述边缘计算网关fbox，还用于从所述终端连接平台下载待更新程序并根据所述待更新程序执行程序更新操作，和/或，还用于从所述终端连接平台下载待配置参数并根据所述待配置参数执行网关配置操作。
24.作为一种可选的实施方式，所述边缘计算网关fbox包括：
25.用于存储物联网数据的sd卡；用于下载所述边缘计算网关fbox的配置文件/配置程序的usb接口；用于连接外部开关点的输入接口和输出接口；用于连接所述物联网终端设备的接口；用于连接外部存储设备的接口，所述外部存储设备用于存储历史物联网数据的；
26.其中，用于连接所述物联网终端设备的接口包括rs485接口、rs232接口以及多个以太网接口。
27.作为一种可选的实施方式，所述终端管理平台包括：
28.数据配置模块、网络配置模块、批量管理模块、固件更新模块、维修替换管理模块、
故障诊断模块、sim卡管理模块、权限分配模块、视频监控模块、远程透传模块、历史数据查询模块以及远程报警模块。
29.作为一种可选的实施方式，所述物联网平台包括：
30.组态配置模块、设备模板管理模块、操作日志管理模块、设备组管理模块、消息通知模块、视频监控模块、项目管理模块、信息管理模块、型号管理模块、能源管理模块、物流管理模块、资产管理模块以及现场服务管理模块。
31.与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
32.本发明提供了一种智能工业物联网系统，包括采集层、连接层以及平台层，采集层包括物联网终端设备集合及边缘计算平台，边缘计算平台包括边缘计算网关fbox；连接层包括终端连接平台及终端管理平台；平台层包括物联网平台；边缘计算网关fbox用于连接物联网终端设备集合中的物联网终端设备且将接收到的物联网数据传输到终端连接平台供访问人员访问；终端管理平台用于对接入系统的运行终端进行管理并监控其运行状态。可见，本发明能够实现数据远程监控、设备管理、维保售后、数据统计、故障报警、远程诊断等功能，可以有效缓解运维人员管理难、设备维护保养难、运营管控难、运行成本高等问题，在提升自身运营管控水平的同时，帮助设备企业有效占领市场。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明实施例公开的一种智能工业物联网系统的架构示意图；
35.图2是本发明实施例公开的一种边缘计算网关fbox的结构示意图；
36.图3是本发明实施例公开的一种终端管理平台的结构示意图；
37.图4是本发明实施例公开的一种物联网平台的结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
40.本发明实施例公开了一种智能工业物联网系统，能够实现数据远程监控、设备管理、维保售后、数据统计、故障报警、远程诊断等功能，可以有效缓解运维人员管理难、设备维护保养难、运营管控难、运行成本高等问题，在提升自身运营管控水平的同时，帮助设备企业有效占领市场。以下分别进行详细说明。
41.实施例一
42.请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种智能工业物联网系统的架构示意图。如图1所示，该智能工业物联网系统可以包括采集层、连接层以及平台层，采集层包括物联网终端设备集合及边缘计算平台，边缘计算平台包括边缘计算网关fbox；连接层包括终端连接平台及终端管理平台；平台层包括物联网平台，其中：
43.边缘计算网关fbox，用于连接物联网终端设备集合中的物联网终端设备且通过无线通信方式将来自所述物联网终端设备的物联网数据传输到终端连接平台；
44.终端连接平台，用于接收边缘计算网关fbox发送的物联网数据并存储，以及用于供物联网平台的访问人员访问其存储的数据和/或向物联网平台发送其存储的物联网数据以供物联网平台的访问人员访问；
45.终端管理平台，用于对接入智能工业物联网系统的运行终端进行管理并监控接入智能工业物联网系统的运行终端的运行状态。
46.可选的，如图1所示，上述平台层还可以包括平台应用，也即不同的用户可以通过移动客户端访问终端连接平台中的数据，或者，不同的用户也可以通过移动客户端访问物联网平台，进而访问终端连接平台中的数据。
47.可选的，物联网终端设备集合包括物联网人机接口hmi、物联网可编程逻辑控制器plc、物联网传感器、智能仪表以及物联网变频器中的至少一种。其中，物联网终端设备集合包括的物联网终端设备，用于采集或接收已接入＝智能工业物联网系统且与该物联网终端设备的采集类型相匹配的运行终端对应的物联网数据，并将采集到的物联网数据上报至边缘计算网关fbox，且＝运行终端对应的物联网数据包括运行终端监测到的数据和/或运行终端的实时状态数据。进一步可选的，运行终端的实时状态数据可以包括运行终端的实时状态参数和/或运行终端的实时影像数据(例如图像、视频等)。
48.可选的，如图1所示，智能工业物联网系统还设置有http/sdk接口，以实现开发人员的自行编程。
49.本发明实施例中，物联网数据具有时间敏感性，边缘计算网关fbox接收到物联网数据之后可以通过本地化计算的方式提高物联网数据处理的实时性，且对于获取到的物联网数据，需要消耗流量、带宽、服务器资源等成本，通过边缘计算网关fbox对物联网数据进行边缘化计算可以在有效利用本地资源的同时降低其他成本的投入。可选的，边缘计算网关fbox在接收到物联网数据之后还能够对物联网数据进行模块化处理和/或标注化处理，从而使得处理后的物联网数据适配不同的控制系统，且还能够实现对物联网数据的访问控制，有利于增加物联网数据的安全性。
50.可见，图1所描述的智能工业物联网系统可以实现远程plc程序的下载、上传和监控，能够使相关人员足不出户解决现场出现的问题，提高了问题的解决效率，还能够使相关人员通过网页或者手机app实现运行终端数据的监控，能够第一时间了解运行终端的运行状态、修改运行终端的运行参数等。
51.可选的，边缘计算网关fbox中预先配置有数据上报触发条件。
52.其中，边缘计算网关fbox，还用于在通过无线通信方式将来自物联网终端设备的物联网数据传输到终端连接平台之前，判断来自物联网终端设备的物联网数据是否满足数据上报触发条件，当判断出满足数据上报触发条件时，执行上述的通过无线通信方式将来
自物联网终端设备的物联网数据传输到终端连接平台的操作。
53.本发明实施例中，边缘计算网关fbox可以主动上报数据，也可以配置有数据上报触发条件，能够实现物联网数据的灵活上报。其中，数据上报触发条件可以包括目标数据上报、数据变化上报、省流量上报、紧急数据优先上报、防拥堵上报中的至少一种，需要说明的是，针对不同类型的物联网数据或者针对不同运行终端的物联网数据可以设置对应的数据上报触发条件。其中，目标数据上报用于表示当待上报的物联网数据中包括实际所需的物联网数据时上报待上报的物联网数据；数据变化上报用于表示当待上传的物联网数据有变化时上报待上报的物联网数据；省流量上报用于表示当无线通信方式为wifi或以太网时即可上报待上报的物联网数据；防拥堵上报用于表示待上报的物联网数据达到一定数据量的时候上报或者当无线通信资源比较充足时上报待上报的物联网数据，以减少数据拥堵的情况发生；紧急数据优先上报用于表示当待上报的物联网数据比较多时优先选择紧急程度比较高的数据进行上报。
54.可选的，边缘计算网关fbox，还用于判断来自物联网终端设备的物联网数据是否包括目标标识或该物联网数据对应的安全隐私值是否高于预先设定的安全隐私阈值；当判断结果为否时，触发执行上述的判断来自物联网终端设备的物联网数据是否满足数据上报触发条件的操作。
55.可选的，边缘计算网关fbox，还用于当判断来自物联网终端设备的物联网数据包括目标标识或该物联网数据对应的安全隐私值高于预先设定的安全隐私阈值时，对该物联网数据执行本地存储操作、脱敏操作或数据提取操作。
56.其中，目标标识用于表示该物联网数据包括隐私数据，脱敏操作用于从该物联网数据中提取除隐私数据之外的其它物联网数据；数据提取操作用于从该物联网数据中提取结果数据。
57.可见，本发明实施例还能够对具有隐私性(或私密性)的物联网数据(例如用户不想上传至终端连接平台的某些敏感的产量或工业数据)进行特殊处理，例如在本地处理后不上传、脱敏后上传或只上传物联网数据中的结果数据等，能够保障物联网数据的私密性要求。
58.可选的，边缘计算网关fbox中还配置有本地告警触发条件。其中，边缘计算网关fbox，还用于判断来自物联网终端设备的物联网数据是否满足该物联网数据对应的本地告警触发条件，当判断结果为是时，控制该物联网终端设备和/或上报该物联网数据的运行终端发出预警提示。可选的，发出预警提示的方式可以包括但不限于短信、电话、微信、语音等中的至少一种，本发明实施例不做限定。可见，本发明实施例能够通过配置的本地告警触发条件自动化判断运行终端是否出现故障，若出现故障，能够第一时间推送故障状态，以便于及时掌握运行终端的运行状态。
59.可选的，无线通信方式包括2g、3g、4g、5g、以太网以及wifi中的任意一种。可见，边缘计算网关fbox能够支持多种无线通信方式，能够提高物联网数据传输的及时性。
60.可选的，边缘计算网关fbox，还用于从终端连接平台下载待更新程序并根据待更新程序执行程序更新操作，和/或，还用于从终端连接平台下载待配置参数并根据待配置参数执行网关配置操作。
61.可选的，边缘计算网关fbox包括：
62.用于存储物联网数据的sd卡；用于下载边缘计算网关fbox的配置文件/配置程序的usb接口；用于连接外部开关点的输入接口和输出接口；用于连接物联网终端设备的接口；用于连接外部存储设备的接口，外部存储设备用于存储历史物联网数据的；其中，用于连接物联网终端设备的接口包括rs485接口、rs232接口以及多个以太网接口。举例来说，边缘计算网关fbox的结构可以如图2所示，图2是本发明实施例公开的一种边缘计算网关fbox的结构示意图。
63.可选的，上述终端管理平台的结构可以如图3所示，图3是本发明实施例公开的一种终端管理平台的结构示意图。如图3所示，上述终端管理平台可以包括：
64.数据配置模块、网络配置模块、批量管理模块、固件更新模块、维修替换管理模块、故障诊断模块、sim卡管理模块、权限分配模块、视频监控模块、远程透传模块、历史数据查询模块以及远程报警模块。
65.其中，数据配置模块，用于供操作人员配置物联网数据的数据标识、配置所需的物联网数据的数据类型、配置物联网数据的隐私标识、配置物联网数据的隐私属性值等；网络配置模块，用于供操作人员配置终端管理平台所管理的运行终端上报物联网数据时所使用的网络；批量管理模块，用于供操作人员批量管理运行终端和/或运行终端上报的物联网数据；固件更新模块，用于供操作人员管理固件的升级/更新；维修替换管理模块，用于供操作人员根据运行终端的故障情况及时分配合适的运维人员，以提高运行终端的排障效率；故障诊断模块，用于输出运行终端的相关数据供操作人员诊断运行终端的故障，或者，根据预先配置的故障诊断规则诊断运行终端是否存在故障；sim卡管理模块，用于实现对至少一个sim卡的管理；权限分配模块，用于供授权的操作人员为其它操作人员设定操作权限；视频监控模块，用于采集运行终端的实时视频数据并输出；历史数据查询模块，用于供操作人员查询历史数据；远程透传模块，用于对需要传输的数据不进行处理，直接将需要传输的数据由源地址传输至目的地址，环境适应性强、有效避免干扰；远程报警模块，用于在诊断出存在需要报警的情况时向运行终端或运行终端的管理人员发出报警信息。
66.可选的，上述物联网平台的结构可以如图4所示，图4是本发明实施例公开的一种物联网平台的结构示意图。如图4所示，上述物联网平台可以包括：
67.组态配置模块、设备模板管理模块、操作日志管理模块、设备组管理模块、消息通知模块、视频监控模块、项目管理模块、信息管理模块、型号管理模块、能源管理模块、物流管理模块、资产管理模块以及现场服务管理模块。
68.其中，组态配置模块，用于供操作用户自行组态，提供可视化操作界面以实现远程运行终端的监控，还能够实现全局数据的统计、运行终端的数据统计、故障数据的统计等；设备模板管理模块，用于供操作人员设置不同运行终端的物联网数据的显示模板或导出模板，以实现符合要求的物联网数据的展示或导出；操作日志管理模块，用于根据操作人员的操作生成操作日志，并根据操作人员触发的日志查看请求显示操作日志；设备组管理模块，用于供操作人员管理同属一个组的多个运行终端；消息通知模块，用于向相关操作人员发送通知消息；视频监控模块，用于采集运行设备的视频数据并输出显示，以实现运行终端的远程监控；项目管理模块，用于供操作人员对预先建立的项目内容进行管理；信息管理模块，用于供操作人员管理相关信息；型号管理模块，用于实现对运行设备型号的管理；能源管理模块，用于统计、分析、管理运行终端的能源消耗；物流管理模块，用于实现相关物流数
据的管理；资产管理模块，用于实现相关账目的出入账管理、统计、报错等；现场服务管理模块，用于对现场运维人员的运维服务进行管理。
69.可见，本发明实施例提供了一整套从设备数据采集和控制、云端服务器到应用平台的智能工业物联网系统，能够实现数据远程监控、设备管理、维保售后、数据统计、故障报警、远程诊断等功能，可以有效缓解运维人员管理难、设备维护保养难、运营管控难、运行成本高等问题，在提升自身运营管控水平的同时，帮助设备企业有效占领市场。
70.在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
71.在本发明所提供的实施例中，应理解，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。
72.另外，在本发明各实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块若以软件功能模块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获取的存储器中。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者部分，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器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明的各个实施例上述系统的部分或全部功能。
73.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种系统中的全部或部分功能是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-only memory，rom)、随机存储器(random access memory，ram)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
74.以上对本发明实施例公开的一种智能工业物联网系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。