一种基于多网融合技术的生产线终端数据分发系统及方法与流程

本发明涉及生产线生产终端数据灌装领域，具体涉及一种基于多网融合技术的生产线终端数据分发系统及方法。

背景技术：

1、在智能终端(手机、电脑、汽车)的生产线生产过程中，通常需要在物理终端上加载一定大小的固件或软件系统，它的功用是根据自身存储的程序对智能终端各种信息进行运算、处理、判断、然后输出指令并执行。

2、现有的生产工艺流程中，需要在终端生产线上单设一个系统灌装车间，采用有线工业以太网通过组播方式下发数据写入终端。但需要设置单独的灌装车间，占用产线空间较大，且终端(汽车、电脑)进入灌装车间后为静止状态，影响整个产线的生产效率。

3、而且在工业工厂里，车间网络通常有工业wifi、工业pon、工业以太网、工业环网、5g和4g网络等，而网络运行存在不可抗拒的网络故障，故障发生将影响到车间制造流程，影响到正常生产，尤其是无线网络，其可靠性通常低于有线网络。因此，在使用单一的无线网络进行业务支撑时，其可靠性受到挑战，也导致工业应用大多选择有线网络支撑。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于多网融合技术的生产线终端数据分发系统及方法。

2、为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于多网融合技术的生产线终端数据分发系统，包括：数据分发服务器、多网络统一调度系统、至少两种网络单元、与网络单元一一对应的微基站群，以及多个终端；所述数据分发服务器、网络单元、微基站群中各微基站、以及各终端分别与多网络统一调度系统通信连接；

3、所述数据分发服务器将要下载的数据进行分解成多个数据块，并标志标签，将所述数据块通过所述网络单元、微基站群下发给终端，所述终端根据数据块的标签实现数据的重组；

4、所述多网络统一调度系统用于控制网络资源，生成最优的动态数据下发策略，包括网络单元优先级、微基站优先级、终端优先级，根据优先级选择数据下发的网络单元、微基站、终端，所述终端、网络单元、微基站按该动态数据下发策略进行通信连接，接收所述数据分发服务器下发的数据块。

5、该基于多网融合技术的生产线终端数据分发系统设计多链路数据并行下载，解决单一网络带宽有限的问题，采用多网融合，实现对终端数据的高速罐装，通过设计多网络统一调度系统，监控诊断连接的网络状态和负荷，控制产线上终端通信资源占用情况，实现多种网络的资源优化；采用多网融合做容灾，保障产线网络的稳定性，实现产线网络的高可靠性，高稳定性，高确定性。

6、可选的，每个微基站群包括多个微基站，所述微基站分布于生产线上不同位置。

7、该可选方案实现了生产线终端在整个生产工艺流程中进行终端数据移动灌装，不必设置单独固定的灌装车间，节省了软件灌装车间。

8、可选的，所述终端与多网融合模块通信连接，所述多网融合模块包括多网融合网关和/或多种网络通信模组；所述多网融合网关与终端连接，所述网络通信模组与终端连接。

9、该可选方案实现了数据的并行下载，提高了接收速率，进一步实现了对终端数据的高速罐装。

10、可选的，还包括部署在生产线上的定位装置，用于标定终端位置、微基站覆盖范围。

11、可选的，至少包括5g网络单元和wifi网络单元，至少包括5g微基站群和wifi微基站群。

12、该可选方案可以实现5g和wifi两种无线网络的容灾，提高无线网络可靠性。

13、本发明还提供了一种基于多网融合技术的生产线终端数据分发方法，包括以下步骤：

14、在生产线特定生产区域内布置至少两种网络的微基站群；

15、在生产线特定生产区域内布置定位装置；

16、由数据分发服务器将要下载的数据分解成多个数据块，并标志标签，数据分发服务器将数据块发布至少两种网络单元，再通过网络单元发送到对应的微基站；

17、测定每个定位装置区域的各种网络的网络速率；

18、测定整个生产线的运行时间t,结合每个定位装置区域的各种网络的网络速率拟合得到生产线上各个网络的数据总容量；

19、多网络统一调度系统计算每个网络单元的连接优先级以及各微基站的连接优先级，为优先级高的网络单元分配数据包，当同一个终端接收到多个微基站的信号时，优先连接优先级高的微基站；

20、多网络统一调度系统计算所有终端的连接优先级，当多个终端接收到同一微基站信号时，优先连接优先级高的终端；

21、终端按确定好的微基站下载数据包，当终端已经获取所有数据包时，该终端按数据包的标签实现数据的重组，并不在与微基站建立连接，该终端数据灌装结束。

22、本方法实现了生产线上终端的动态数据灌装，不需设置单独的灌装车间，节省空间资源；通过多网络统一调度系统协调管理多种网络，设计网络链路优先级及终端优先级，使得数据灌装能够最佳应用无线通信资源，提高网络利用率和终端数据下载效率，实现多种网络的资源优化；采用多网融合做容灾，保障产线网络的稳定性，实现产线网络的高可靠性，高稳定性，高确定性。

23、该方法可选的，网络单元的连接优先级计算包括以下步骤：

24、计算所有网络单元的数据下发饱和值，各网络单元的数据下发饱和值＝当前网络单元数据下发总量/当前网络单元数据容量，不同网络单元之间，数据下发饱和值越大，其优先级越低；数据下发饱和值越小，其优先级越高。

25、该可选方案可快速的得到网络单元的优先级，实现网络资源的快速分配。

26、该方法可选的，当网络单元有两种时，网络单元的连接优先级计算包括以下步骤：

27、令两种网络单元分别为第一网络单元和第二网络单元，对应的微基站群有两种，分别为第一微基站群和第二微基站群；

28、多网统一调度系统记录所有微基站的连接情况，得到当前第一网络单元数据下发总量、当前第二网络单元数据下发总量，计算各个网络的网络负载比，网络负载比＝当前第一网络单元数据下发总量/当前第二网络单元数据下发总量；当网络负载比大于生产线上第一网络单元的数据总容量/生产线上第二网络单元的数据总容量时，判定第一网络单元优先级低于第二网络单元优先级；当网络负载比小于生产线上第一网络单元的数据总容量/生产线上第二网络单元的数据总容量时，判定第一网络单元优先级高于第二网络单元优先级。

29、该可选方案可快速的得到网络单元的优先级，实现网络资源的快速分配。

30、该方法可选的，终端的连接优先级计算包括以下步骤：

31、多网统一调度系统记录所有终端的数据下载情况，计算各终端的数据下载完成率，终端的数据下载完成率＝(单个终端数据需求-该终端已下载数据量)/单个终端数据需求，数据下载完成率越低的微基站，其连接优先级越高。

32、该可选方案中终端优先级的计算方法简单，运算速度快，实现网络资源的快速分配。

33、该方法可选的，所述终端至少同时从两种网络对应的微基站下载数据。该可选方案中至少两链路数据并行下载，解决了单一网络带宽有限的问题。

34、本发明的有益效果是：本发明在生产线上设置微基站群且设计多链路数据并行下载，解决单一网络带宽有限的问题，实现了对终端移动场景下的动态数据高速移动罐装，以及数据的无线灌装，克服了生产线上数据灌装只适用固定位置、固定链路场景的问题，不必设置单独固定的灌装车间，节省产线空间；通过多网络统一调度系统协调管理多种网络，设计网络链路优先级及终端优先级，使得数据灌装能够最佳应用无线通信资源，提高网络利用率和终端数据下载效率，实现多种网络的资源优化；采用多网融合做容灾，保障产线网络的稳定性，实现产线网络的高可靠性，高稳定性，高确定性；且本发明适用所有无线通信技术，如wifi、uwb、4g、5g等等。

35、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。