一种基于MQTT智能网关的工业过程数据采集装置和方法与流程

本发明属于工业数据采集领域，具体涉及一种基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置和方法。

背景技术：

工业流水线产品丰富，可以根据不同行业生产的需要选择不同形式、不同规格的工业流水线设备，按照流水线的输送方式大体可以分为：皮带流水装配线、板链线、倍速链、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线等。工业流水线一般都是一个连续生产的过程，涵盖了产品的上料、加工、包装、下料等各个环节，设备也呈多样性，它按照生产一定的工序流程，操作人员与机械设备相结合。随着技术的发展，工业流水线生产逐渐形成以设备为主，以人为辅的局势，大大增加出产速度，提高了效率；并且整合了生产工艺，可在流水线上布置多种工位，满足生产需求；同时每个直接从事流水生产的工人只需负责自己分内的工作，从而降低了对操作工人的素质要求，降低了人工成本。

然而，现有的生产流水线往往未与互联网之间相互联系，只是单一的操作人员与机械设备的相结合，流水线上采集的数据可在机械设备的显示屏上读取，但非操作人员的管理人员或者上层领导无法随时随地的获取数据信息。

因此，生产流水线数据采集装置可有效解决此问题，使得管理者在各自的岗位上通过手机或者网页去获取流水线上的各道工序的信息，包括一些警报情况，在实际运行中，保证了信息的实时传递性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置和方法，具体技术方案如下：

一种基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置，该装置包括：

plc控制器，用于采集工业过程各个环节的数据；

mqtt智能网关，通过以太网/wifi/485等方式连接所述的plc控制器，采集plc控制器上的数据，并将其发送到自定义服务器；

自定义服务器，通过编写启动服务器脚本，在主函数中写入服务端的访问地址，并配置web界面，在web界面填写所需要采集数据的变量，使用mysql数据库中的图形化管理工具sqlyog创建一个所需要采集数据的变量表，在服务端配置文件写入数据库连接相关参数，服务端调用方法映射获取数据库中的数据库表；

云平台，配置http/2服务器订阅，与所述的自定义服务器连接，用于获取和展示数据库中变量表中对应的数据。

进一步地，所述的云平台为阿里云平台。

一种基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置的数据采集方法，该方法具体包括如下步骤：

s1：在所述的云平台建立mqtt智能网关，自定义添加物模型，所述的物模型的属性、标识与所述的自定义服务器的web界面和网关web界面中的变量表一一对应；在所述的网关web界面配置与所述的云平台建立连接的对应三元组信息；

s2：所述的plc控制器实时采集工业过程各个环节的数据，所述的mqtt智能网关将所述的plc控制器采集的数据实时发送到所述的自定义服务器；所述的云平台根据订阅，实时获取和展示工业过程各个环节的数据。

本发明的有益效果如下：

本发明的基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置有效的将生产流水线上采集的数据传至云平台，便于管理者观察，解放了对管理人员的操作水平和经验的依赖性，实现了出现异常时自动报警，异常分析。云平台的强大计算能力大大降低了监测过程中的人力物力成本，对生产线后期维护提供了便利。同时自定义服务器配置web界面，添加对应流水线上的变量数据，可大大减少服务端的代码量。整体装置可适用通用的工业流水线，使用便捷，保证数据实时传递。

附图说明

图1为本发明的基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置的架构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，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。

如图1所示，本发明的基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置包括：

plc控制器，用于采集工业过程各个环节的数据；

mqtt智能网关，通过以太网/wifi/485等方式连接所述的plc控制器，采集plc控制器上的数据，并将其发送到自定义服务器；

自定义服务器，通过编写启动服务器脚本，在主函数中写入服务端的访问地址，并配置web界面，在web界面填写所需要采集数据的变量，使用mysql数据库中的图形化管理工具sqlyog创建一个所需要采集数据的变量表，在服务端配置文件写入数据库连接相关参数，服务端调用方法映射获取数据库中的数据库表；

云平台，配置http/2服务器订阅，与所述的自定义服务器连接，用于获取和展示数据库中变量表中对应的数据。

本发明的基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置的数据采集方法包括如下步骤：

s1：在所述的云平台建立mqtt智能网关，自定义添加物模型，所述的物模型的属性、标识与所述的自定义服务器的web界面和网关web界面中的变量表一一对应；在所述的网关web界面配置与所述的云平台建立连接的对应三元组信息；

s2：所述的plc控制器实时采集工业过程各个环节的数据，所述的mqtt智能网关将所述的plc控制器采集的数据实时发送到所述的自定义服务器；所述的云平台根据订阅，实时获取和展示工业过程各个环节的数据。

在步骤s1中，在网关web界面创建设备别名，与所述的云平台建立mqtt智能网关一致；

在步骤s2中，在网关web界面需要配置连接自定义服务器的ip地址，在服务端pom文件中导入生成数据库实体表的jar包，运行自动数据库实体表的函数方法，在服务端生成数据实体表，将数据实体转换为业务实体，再将业务实体返回。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置，其特征在于，该装置包括：

plc控制器，用于采集工业过程各个环节的数据。

mqtt智能网关，通过以太网/wifi/485等方式连接所述的plc控制器，采集plc控制器上的数据，并将其发送到自定义服务器；

自定义服务器，通过编写启动服务器脚本，在主函数中写入服务端的访问地址，并配置web界面，在web界面填写所需要采集数据的变量，使用mysql数据库中的图形化管理工具sqlyog创建一个所需要采集数据的变量表，在服务端配置文件写入数据库连接相关参数，服务端调用方法映射获取数据库中的数据库表；

云平台，配置http/2服务器订阅，与所述的自定义服务器连接，用于获取和展示数据库中变量表中对应的数据。

2.根据权利要求1所述的基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置，其特征在于，所述的云平台为阿里云平台。

3.一种基于mqtt智能网关的工业过程数据采集装置的数据采集方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

s1：在所述的云平台建立mqtt智能网关，自定义添加物模型，所述的物模型的属性、标识与所述的自定义服务器的web界面和网关web界面中的变量表一一对应；在所述的网关web界面配置与所述的云平台建立连接的对应三元组信息；

s2：所述的plc控制器实时采集工业过程各个环节的数据，所述的mqtt智能网关将所述的plc控制器采集的数据实时发送到所述的自定义服务器；所述的云平台根据订阅，实时获取和展示工业过程各个环节的数据。

技术总结
本发明公开一种基于MQTT智能网关的工业过程数据采集装置和方法，该装置包括PLC控制器，用于采集工业过程各个环节的数据；MQTT智能网关，通过以太网/WIFI/485连接PLC控制器，采集PLC控制器上的数据，并将其发送到自定义服务器；自定义服务器，通过编写启动服务器脚本，在主函数中写入服务端的访问地址，并配置自定义服务器WEB界面，在此WEB界面填写所需要采集数据的变量，使用MySql数据库中的图形化管理工具SQLyog创建一个所需要采集数据的变量表，在服务端配置文件写入数据库连接相关参数，服务端调用方法映射获取数据库中的数据库表；云平台，配置HTTP/2服务器订阅，与自定义服务器连接，用于获取和展示数据库中变量表中对应的数据。该装置使用便捷，保证数据实时传递。

技术研发人员：王宪保;周红;杨敬
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2020.05.25
技术公布日：2020.09.25