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基于数据云平台的工业 物联网系统及方法

阅读：641发布：2024-02-19

专利汇可以提供基于数据云平台的工业物联网系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于数据云平台的工业物联网系统及方法，属于程序控制系统技术领域。本发明包括数据采集模块和存储集群模块，所述数据采集模块上连接无线通信芯片，所述数据采集模块通过虚拟专用网络与存储集群模块通信连接，所述存储集群模块包括若干闲置的计算机单元和若干存储单元；与计算机单元通过光纤相连的存储单元内存储有至少两台计算机单元的数据；所述计算机单元将数据存储到至少两台存储单元，本发明具有容灾能力强、安全性强、闲置资源可得到充分利用的特点。本发明构建感知层、构建网络层、构建支撑层、构建应用层，具有可操作性强，上手简单，对于科研和实际操作都具有极大的指导意义。，下面是基于数据云平台的工业物联网系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于数据云平台的工业物联网系统，包括数据采集模块和存储集群模块，其特征在于，所述数据采集模块上连接无线通信芯片，所述数据采集模块通过虚拟专用网络与存储集群模块通信连接，所述存储集群模块包括若干闲置的计算机单元和若干存储单元；
与计算机单元通过光纤相连的存储单元内存储有至少两台计算机单元的数据；
所述计算机单元将数据存储到至少两台存储单元。
2.根据权利要求1所述的基于数据云平台的工业物联网系统，其特征在于，所述数据采集模块通过带有防火墙功能的无线路由器与外部通信。
3.根据权利要求1所述的基于数据云平台的工业物联网系统，其特征在于，所述存储单元包括采用HDFS平行集群中方式存储数据的交换机。
4.根据权利要求1所述的基于数据云平台的工业物联网系统，其特征在于，所述存储集群模块的计算机单元通过网关与外部通信。
5.根据权利要求1所述的基于数据云平台的工业物联网系统，其特征在于，所述计算机单元分为核心计算机单元和从属计算机单元，核心计算机单元线路与从属计算机单元之间的线路上设置有编码服务器和解码服务器。
6.一种应用权利要求1～5任一所述的基于数据云平台的工业物联网系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：构建感知层：通过无线通信芯片将数据采集模块和无线路由器连接，数据采集模块通过无线路由器访问外部网络；
第二步：构建网络层：通过虚拟专用网络将数据采集模块和计算机单元连接，数据采集模块与核心计算机单元连接，每台核心计算机单元连接至少两台从属计算机单元，所有核心计算机之间均相互连接；
第三步：构建支撑层：通过光纤将计算机单元和存储单元连接，核心计算机单元控制数据存储的位置，存储单元内存储有至少两台从属计算机单元连接；
第四步：构建应用层：利用存储单元的数据构建数据云平台，数据云平台通过光纤与所有的存储单元相连，数据云平台通过虚拟专用网络与外部通信。
7.根据权利要求6所述的基于数据云平台的工业物联网系统的方法，其特征在于，所述第四步中的数据云平台包括1个vPaaS物联网云平台、1个vPaaS业务生成套件和N个不同的解决方案。
8.根据权利要求7所述的基于数据云平台的工业物联网系统的方法，其特征在于，所述vPaaS物联网云平台包括vPaaS物联网引擎、云终端和云计算操作系统。
9.根据权利要求7所述的基于数据云平台的工业物联网系统的方法，其特征在于，所述解决方案封装成业务插件，业务插件包括视频管理、巡检管理、GIS地图、实时数据、数据分析。

说明书全文

基于数据云平台的工业 物联网系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于数据云平台的工业物联网系统及方法，属于程序控制系统技术领域。

背景技术

[0002] 现有的工业物联网系统随着技术的进步，逐渐成为工业生产的主流，发挥着越来越重要的作用。例如通过远程控制摄像机、传感器、空压机、叉车等智能硬件，在工业生产中可以实现节省时间和物力成本的目的。众所周知，智能硬件数量增多的时候需要搭建物联网系统，而要实现远程控制，则需要数据采集、计算、存储的硬件。从而带来了一系列的问题。例如计算存储的硬件损坏出现访问失败，造成一些工业数据不可逆转的丢失，不可恢复；再例如，智能硬件设备需要连接外网，安全性太差造成商业秘密外泄；数据云平台购置的若干台计算机和存储器大量冗余，造成资源的闲置。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种基于数据云平台的工业物联网系统及方法，解决了容灾能力差、安全性不足、闲置资源过多的问题。

[0004] 本发明是采用以下的技术方案实现的：本发明所述的基于数据云平台的工业物联网系统，包括数据采集模块和存储集群模块，所述数据采集模块上连接无线通信芯片，所述数据采集模块通过虚拟专用网络与存储集群模块通信连接，所述存储集群模块包括若干闲置的计算机单元和若干存储单元；

[0005] 与计算机单元通过光纤相连的存储单元内存储有至少两台计算机单元的数据；

[0006] 所述计算机单元将数据存储到至少两台存储单元。

[0007] 本发明的数据存储采用分布式存储，将数据分散存储于若干闲置的计算机单元，充分利用硬件资源，避免资源闲置，传统的计算机单元利用率低。设置有多台核心计算机单元，一台核心计算机单元后面接有多台从属计算机单元，而计算机单元与存储单元也是多对多的设置。所有的存储位置，均通过核心计算机进行控制。数据的访问和存储分散化，不仅有利于数据安全，避免信息泄露；而且有利于数据容灾，避免因为一台计算机单元出现故障造成的不可挽回的损失。

[0008] 进一步地，所述数据采集模块通过带有防火墙功能的无线路由器与外部通信。

[0009] 进一步地，所述存储单元包括采用HDFS平行集群中方式存储数据的交换机。

[0010] 进一步地，所述存储集群模块的计算机单元通过网关与外部通信。

[0011] 进一步地，所述计算机单元分为核心计算机单元和从属计算机单元，核心计算机单元线路与从属计算机单元之间的线路上设置有编码服务器和解码服务器。

[0012] 本发明所述的基于数据云平台的工业物联网系统的方法，包括如下步骤：

[0013] 第一步：构建感知层：通过无线通信芯片将数据采集模块和无线路由器连接，数据采集模块通过无线路由器访问外部网络；

[0014] 第二步：构建网络层：通过虚拟专用网络将数据采集模块和计算机单元连接，数据采集模块与核心计算机单元连接，每台核心计算机单元连接至少两台从属计算机单元，所有核心计算机之间均相互连接；

[0015] 第三步：构建支撑层：通过光纤将计算机单元和存储单元连接，核心计算机单元控制数据存储的位置，存储单元内存储有至少两台从属计算机单元连接；

[0016] 第四步：构建应用层：利用存储单元的数据构建数据云平台，数据云平台通过光纤与所有的存储单元相连，数据云平台通过虚拟专用网络与外部通信。

[0017] 进一步地，所述第四步中的数据云平台包括1个vPaaS物联网云平台、1个vPaaS业务生成套件和N个不同的解决方案。

[0018] 进一步地，所述vPaaS物联网云平台包括vPaaS物联网引擎、云终端和云计算操作系统。

[0019] 进一步地，所述解决方案封装成业务插件，业务插件包括视频管理、巡检管理、GIS地图、实时数据、数据分析。

[0020] 本发明的有益效果是：采用本发明所述的基于数据云平台的工业物联网系统，具有容灾能力强、安全性强、闲置资源可得到充分利用的特点；本发明所述应用方法，具有可操作性强，上手简单，对于科研和实际操作都具有极大的指导意义。附图说明

[0021] 图1是本发明系统的结构示意图。

[0022] 图2是本发明方法的步骤流程图。

具体实施方式

[0023] 为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

[0024] 实施例一：

[0025] 如图1所示，本发明是采用以下的技术方案实现的：本发明所述的基于数据云平台的工业物联网系统，包括数据采集模块和存储集群模块，所述数据采集模块上连接无线通信芯片，所述数据采集模块通过虚拟专用网络与存储集群模块通信连接，所述存储集群模块包括若干闲置的计算机单元和若干存储单元；

[0026] 与计算机单元通过光纤相连的存储单元内存储有至少两台计算机单元的数据；

[0027] 所述计算机单元将数据存储到至少两台存储单元。

[0028] 本发明的数据存储采用分布式存储，将数据分散存储于若干闲置的计算机单元，充分利用硬件资源，避免资源闲置，传统的计算机单元利用率低。设置有多台核心计算机单元，一台核心计算机单元后面接有多台从属计算机单元，而计算机单元与存储单元也是多对多的设置。所有的存储位置，均通过核心计算机进行控制。数据的访问和存储分散化，不仅有利于数据安全，避免信息泄露；而且有利于数据容灾，避免因为一台计算机单元出现故障造成的不可挽回的损失。

[0029] 所述数据采集模块通过带有防火墙功能的无线路由器与外部通信。

[0030] 所述存储单元包括采用HDFS平行集群中方式存储数据的交换机。

[0031] 所述存储集群模块的计算机单元通过网关与外部通信。

[0032] 所述计算机单元分为核心计算机单元和从属计算机单元，核心计算机单元线路与从属计算机单元之间的线路上设置有编码服务器和解码服务器。

[0033] 如图2所示，本发明所述的基于数据云平台的工业物联网系统的方法，包括如下步骤：

[0034] 第一步：构建感知层：通过无线通信芯片将数据采集模块和无线路由器连接，数据采集模块通过无线路由器访问外部网络；

[0035] 第二步：构建网络层：通过虚拟专用网络将数据采集模块和计算机单元连接，数据采集模块与核心计算机单元连接，每台核心计算机单元连接至少两台从属计算机单元，所有核心计算机之间均相互连接；

[0036] 第三步：构建支撑层：通过光纤将计算机单元和存储单元连接，核心计算机单元控制数据存储的位置，存储单元内存储有至少两台从属计算机单元连接；

[0037] 第四步：构建应用层：利用存储单元的数据构建数据云平台，数据云平台通过光纤与所有的存储单元相连，数据云平台通过虚拟专用网络与外部通信。

[0038] 所述第四步中的数据云平台包括1个vPaaS(Valuable Platform-as-a-Service有价的平台即服务)物联网云平台、1个vPaaS业务生成套件和N个不同的解决方案。

[0039] 所述vPaaS物联网云平台包括vPaaS物联网引擎、云终端和云计算操作系统。

[0040] 所述解决方案封装成业务插件，业务插件包括视频管理、巡检管理、GIS地图、实时数据、数据分析。

[0041] 实施例二：

[0042] 产品服务体系主要为1+1+N，1个vPaaS物联网云平台，提供了基础的物联接入及其大数据服务的支撑；1个vPaaS业务生成套件，集成了多个企业级的功能应用；N个不通的解决方案，成就了众恒运营服务，系统应用以及创客创新云。

[0043] vPaaS物联网云平台系统由以下产品构成:

[0044] 一、vPaaS物联网引擎：

[0045] 众恒物联网vPaaS引擎将接入服务、数据库服务、设备管理服务、数据存储服务、策略服务、工作流服务、视频流媒体服务、视频智能分析服务、流式计算、数据挖掘服务进行统一性通用服务构建，为各种不同的物联网应用提供统一的API。

[0046] 二、云终端产品：

[0047] 云终端作为物联网网关，管理末端的设备和传感器，收集数据并通过移动网络和互联网传输到vPaaS平台。云终端的功能模块分为南向接入模块，北向传输，应用和设备管理。

[0048] 云终端分视频云终端和数据云终端。视频云终端通过南向接入模块(例如SDK，RTSP协议)连接视频设备(例如，IPcamera,NVR,DVR)。具有应用实现可有视频的存储，回放，协议编码转换，视频分析功能。这些云终端上的应用与vPaaS服务通过北向传输模块交互。数据云终端通过南向接入模块(例如MODBUS，SDK 接口协议)连接数据设备。应用实现进行数据采集，末端设备的管理等。云终端接入支持内网、Internet、3/4G、Lora、Zigbee等多种组网方式。

[0049] 三、OakCloud云计算操作系统：

[0050] OakCloud是基于Redhat公司Centos操作系统和OpenStack技术框架的云计算系统。统一管理服务器集群，将集群变成一个统一的计算、网络和存储资源池，以实现资源的高效合理使用。为客户、为众恒行业应用系统平台提供安全、可靠、高性能的基础设施云环境。

[0051] 四、业务生成套件：

[0052] 机器云快速开发框架,将应用平台常用基础配置功能(云终端管理、权限管理、系统配置等)、常用应用功能(视频管理、巡检管理、GIS地图、实时数据、数据分析等)等封装成业务插件，通过封装公共方法提高代码利用率，模块复用提高代码利用率，通过模块组合快速形成不同行业应用系统的基础框架，大大加快开发产品交付速度。

[0053] vPaaS物联网云平台系统的体系层次和整体架构的技术优越性包括：

[0054] (1)传感接入技术：传感网络端到端连接，底功耗，底成本；

[0055] (2)网络技术：支持基础稳定架构网络，异构网络，网路自适应协议；

[0056] (3)IoT架构技术：自适应/情景架构，平台交互性，自特性，认知结构，开放IoT框架；

[0057] (4)vPaaS引擎：设备的社会属性，融合视频和数据等异构内容于同一平台的接入/存储/分析/展现服务能力，自主性，自我复制和控制：能够创建，管理和消除其他；

[0058] (5)安全/隐私技术：用户情景隐私政策，隐私数据感知处理。

[0059] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

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