技术领域
[0001] 本
发明涉及
物联网技术领域，特别是一种多功能工业网关。
背景技术
[0002] 现有的需要
数据采集的工业设备都是设有各种通讯
接口，直接与
云服务端连接，向云服务网端传输设备数据，例如各种智能
电网的设备，包括
断路器、继电器、电表以及其他的终端控制设备等，然而这些设备的接口各不相同，随着工业生产中数据采集设备的联网广泛应用，急需一种多功能的工业网关，实现多种数据采集设备的单动到联动，从而实现快速的网络连接以及实时采集。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的目的是提出一种多功能工业网关，可实现接入不同接口的数据采集设备，实现多种数据采集设备的单动到联动。
[0004] 本发明采用以下方案实现：一种多功能工业网关，包括控制MPU以及与其相连的第一接口模
块、第二接口模块以及存储模块；所述第一接口模块与一个以上的数据采集设备相连，所述第二接口模块连接至云
服务器平台；所述控制MPU通过第一接口模块采集数据采集设备运行过程中的设备数据，将有效的设备数据缓存至存储模块中，然后通过第二接口模块将有效的设备数据传输至云服务器平台，供与云服务器平台通信相连的智能终端查看。
[0005] 进一步地，智能终端向云服务器平台发送指令，云服务器平台将指令转发至控制MPU完成对连接设备的控制。
[0006] 进一步地，所述第一接口模块包括但不限于RS485接口、PLC接口、RS232接口、CAN接口中的一种或多种。
[0007] 进一步地，所述第二接口模块包括但不限于WIFI接口、以太网接口、LTE接口中的一种或多种。
[0008] 进一步地，所述控制MPU的
软件架构为双系统：网络OS系统、容器Linux系统；双系统间通过以太网络进行通信。
[0009] 进一步地，还包括用于使控制MPU复位与输入
信号的输入按键和用于状态提示的指示灯；还包括与控制MPU相连接的LoRA接口。
[0010] 进一步地，控制MPU从云服务平台获取所有未接入的数据采集设备的
基础数据，所述基础数据包括未接入的数据采集设备的设备ID和通讯协议；当新的数据采集设备接入时，控制MPU扫描获取的未接入的数据采集设备的基础数据，依次通过未接入的数据采集设备的通讯协议向新接入的数据采集设备发送采集命令，直至收到新接入的数据采集设备的连接成功应答；控制MPU收到连接成功应答后，向云服务器平台发送连接注册成功的
请求，云服务平台将新接入的数据采集设备的状态调整为已接入；其中采集命令包括未接入的数据采集设备的设备ID。
[0011] 进一步地，所述控制MPU从云服务器平台获取
数据处理规则，并按获取的规则对采集设备的采集数据进行处理。
[0012] 进一步地，控制MPU首先通过待处理的数据采集设备的ID从服务器平台获取对应的数据处理规则；如果通过设备ID未获取到任何的数据处理规则，则再通过待处理的数据采集设备的设备类型从服务器平台查找获取设备类型对应的默认的数据处理规则。
[0013] 进一步地，所述控制MPI将有效的设备数据传输至云服务器平台后，该有效的设备数据仍然在所述存储模块内缓存，待下次采集到新的有效数据后，旧的有效数据被新数据替换。
[0014] 较佳的，控制MPI可将将数据采集设备采集的数据按照需求选择不同的协议以及不同的传输接口，发送至云服务器平台。
[0015] 与
现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明能够实现接入不同接口的数据采集设备，并将采集进来的设备数据按照规定的处理规则处理，再按需求选择不同的协议以及不同的传输接口向云服务平台平台传输，并能够在智能移动终端中查看。本发明可实现设备数据的采集和存储，而且用户可通过手机实时查看数据采集设备的运行状态，便于及时发现数据采集设备的故障，保证生产顺利进行，存储单元对采集的设备数据进行缓存，避免大量数据同时涌入云服务平台，保证了数据存储的流畅性，控制MPU对采集的设备数据进行数据处理以减少存储的数据。
附图说明
[0016] 图1为本发明
实施例的工业网关原理
框图。
[0017] 图2为本发明实施例的工业网关的工作流程示意图。
[0018] 图3为本发明实施例的控制MPI内部软件架构示意图。
[0019] 图4为本发明实施例的工业网关网络工作示意图。
[0020] 图5为本发明实施例的通过智能手机对多功能工业网关设置的工作流程示意图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0022] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本
申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本
说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0024] 如图1所示，本实施例提供了一种多功能工业网关，包括控制MPU以及与其相连的第一接口模块、第二接口模块以及存储模块；所述第一接口模块与一个以上的数据采集设备相连，所述第二接口模块连接至云服务器平台；所述控制MPU通过第一接口模块采集数据采集设备运行过程中的设备数据，将有效的设备数据缓存至存储模块中，然后通过第二接口模块将有效的设备数据传输至云服务器平台，供与云服务器平台通信相连的智能终端查看。
[0025] 其中，所述控制MPU对采集的设备数据进行有效判定，若采集的设备数据不再设定的范围内，则舍弃。同时，所述控制MPU对采集的设备数据进行计算分析，即将采集的数据通过预设的转换公式（可以根据需求进行不用的设定）进行转换计算得到有效值。
[0026] 本实施例的多功能工业网关，其控制MPU支持多种通讯协议，可实现对于多种不同协议的数据采集设备的设备数据采集，将有效的设备数据缓存至存储模块，而且可以通过以太网或WIFI或LTE接口传输给云服务平台进行持久化存储，此外还可以通过手机与云服务平台连接，进行现场参数设置和实时查看采集的数据。
[0027] 在本实施例中，智能终端向云服务器平台发送指令，云服务器平台将指令转发至控制MPU完成对连接设备的控制。
[0028] 在本实施例中，所述第一接口模块包括但不限于RS485接口、PLC接口、RS232接口、CAN接口中的一种或多种。
[0029] 在本实施例中，所述第二接口模块包括但不限于WIFI接口、以太网接口、LTE接口中的一种或多种。
[0030] 图其中的第一接口模块与第二接口模块仅为示意，实际可以根据具体的数据采集设备再进行拓展。
[0031] 在本实施例中，控制MPU采用的是ARM双核cortexA9、ZSP处理器，所述控制MPU的软件架构为双系统（即内部的嵌入式
操作系统）：网络OS系统、容器Linux系统；双系统间通过以太网络进行通信。
[0032] 在本实施例中，还包括用于使控制MPU复位与
输入信号的输入按键和用于状态提示的指示灯；还包括与控制MPU相连接的LoRA接口。
[0033] 在本实施例中，控制MPU从云服务平台获取所有未接入的数据采集设备的基础数据，所述基础数据包括未接入的数据采集设备的设备ID和通讯协议；当新的数据采集设备接入时，控制MPU扫描获取的未接入的数据采集设备的基础数据，依次通过未接入的数据采集设备的通讯协议向新接入的数据采集设备发送采集命令，直至收到新接入的数据采集设备的连接成功应答；控制MPU收到连接成功应答后，向云服务器平台发送连接注册成功的请求，云服务平台将新接入的数据采集设备的状态调整为已接入；其中采集命令包括未接入的数据采集设备的设备ID。
[0034] 在本实施例中，所述控制MPU从云服务器平台获取数据处理规则，并按获取的规则对采集设备的采集数据进行处理。
[0035] 在本实施例中，控制MPU首先通过待处理的数据采集设备的ID从服务器平台获取对应的数据处理规则；如果通过设备ID未获取到任何的数据处理规则，则再通过待处理的数据采集设备的设备类型从服务器平台查找获取设备类型对应的默认的数据处理规则。
[0036] 在本实施例中，所述控制MPI将有效的设备数据传输至云服务器平台后，该有效的设备数据仍然在所述存储模块内缓存，待下次采集到新的有效数据后，旧的有效数据被新数据替换。
[0037] 较佳的，控制MPI可将将数据采集设备采集的数据按照需求选择不同的协议以及不同的传输接口，发送至云服务器平台。其中协议可以为MQTT或CoAP或HTTPs协议等。
[0038] 较佳的，本实施例的
硬件还包括：NAND Flash、DDR3、RTC
实时时钟、LTE4G模块、WIFI模块、
开关电源模块等。
[0039] 特别的，如图2所示，本实施例中多功能工业网关的工作流程如下：（1）设备数据的采集：所述多功能工业网关使用相关的通讯协议，定时对数据采集设备的设备数据进行采集，并对所采集的设备数据进行过滤处理，得到有效的设备数据，然后将有效的设备数据和多功能工业网关的状态存储至存储模块；例如一种过滤方法为，本次采集的数据*比例+上次采集的数据*比例，即得到所需数据，当然也可以采用滤波处理等其它过滤方式。
[0040] （2）有效设备数据的上传：上传时经由三种途径，途径一是经由以太网接口定时上传至云服务平台，上传过程中进行数据加密，以使云服务平台安全获取数据采集设备的有效设备数据，避免数据在传输过程中发生泄露；途径二是通过WIFI接口与上传至云服务平台。途径三是通过LTE接口上传至云服务平台。
[0041] 需要指出的，所述工业网关将数据传输给云服务平台后，数据仍在存储单元内缓存，待下次采集到新的数据后，旧数据被新数据替换；用户通过手机仅可以查看智能工业网关采集的数据。
[0042] 如图3所示，所述多功能工业网关内部软件架构如下：软件架构抽象为双系统：网络OS系统、容器Linux系统。双系统间通过以太网络进行通信。网络OS系统作为应用也运行在同一个Linux
内核上。
[0043] 所述多功能工业网关的网络OS系统管理所有的网络接口（3G/Eth等）。容器Linux系统接管（RS232/RS485等）接口和存储设备，运行第三方客户应用。
[0044] 如图4所示，所述多功能工业网关的网络
角度示意如下：从网络通信的角度看：Linux系统是台设备，网络OS系统是一个路由器网关，即逻辑上是两个设备。Linux系统和外部进行网络通信时，需要通过网络OS系统进行转发。在Linux系统（宿主机）运行的容器可以是虚拟出来的一个运行环境，容器需要与外部通信时通过Veth pair先将报文转发到宿主Linux，然后再通过Bridge将报文通过网络OS出去。
[0045] 如图5所示，当手机通过APP与云服务平台连接并通讯时，还可以通过手机APP对多功能工业网关进行设置，具体流程如下：所述手机APP，通过网络与多功能工业网关进行通信。
[0046] （1）启动手机APP，通过网络与云服务平台连接进而控制多功能工业网关；（2）所述手机APP自动获取云服务平台数据，多功能工业网关数据为数据采集设备的设备信息，例如设备ID、生产厂家、通讯协议、需要读取数据的地址等；
（3）用户通过手机APP添加或删除数据采集设备，并将命令下发给云服务平台进而发给多功能工业网关；
（4）所述多功能工业网关接收到手机APP的命令后，根据命令自动更改设备信息，例如生产设备的ID、厂家、通讯协议、需要读取数据的地址等；
（5）所述多功能工业网关依据新的设备信息对数据采集设备进行设备数据采集；
（6）所述多功能工业网关对所采集的设备数据进行加工处理，得到有效的设备数据；
（7）所述多功能工业网关将有效的设备数据上传给云服务平台进行存储；
（8）所述云服务平台依据上传的设备数据实时监控数据采集设备的运行状态并存储发送给手机APP。
[0047] 当然，所述多功能工业网关还可以通过以太网接口与上位机相连，通过上位机对多功能工业网关进行设置，或者通过输入按键直接对多功能工业网关进行设置。
[0048] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
